Un aparato de instalación de tuercas perforantes para instalar tuercas perforantes (64) en un panel,

teniendo cada una de dichas tuercas perforantes (64) un taladro (68) a su través, que comprende: un cabezal de instalación (20) de tuercas perforantes que tiene un pasaje de émbolo (26) que recibe una tuerca perforante (64) para su instalación en dicho panel;

un émbolo (28) que oscila en dicho pasaje de émbolo (26) que tiene un extremo proximal que empuja una tuerca perforante (64) a través de dicho pasaje de émbolo (26) contra un panel opuesto a dicho pasaje de émbolo (26), perforando un trozo de dicho panel e instalando dicha tuerca perforante (64) en una abertura perforada formada en dicho panel, teniendo dicho pasaje de émbolo (26) una abertura axial que recibe telescópicamente una barra de sonda de trozos (86) predispuesta elásticamente hacia dicho extremo proximal de dicho émbolo (28) y extendiéndose más allá de dicho extremo proximal de dicho émbolo (28) a través de dicho taladro (68) de tuerca si se perfora un trozo de dicho panel, y acoplándose con dicho panel si no se perfora un trozo de dicho panel; y

un sensor (122) que detecta movimiento axial de dicha barra de sonda de trozos (86) para determinar si se ha perforado un trozo de dicho panel

Aparato de instalación de tuercas perforantes con autodiagnóstico.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un aparato de instalación de tuercas perforantes que monitoriza continuamente la instalación de la tuerca perforante y desconecta automáticamente la prensa matrizadora en el caso de que la última tuerca perforante no se instale debidamente.

Antecedentes de la invención

Como será entendido por aquellos expertos en esta técnica, las tuercas perforantes se instalan típicamente en una placa o panel metálico mediante un aparato de instalación que incluye un cabezal de instalación unido generalmente al plato de troquel o porta-troquel superior de una prensa matrizadora oscilante y un miembro de troquel o botón de troquel instalado en el porta-troquel o plato de troquel inferior, en el que el panel se fija al porta-troquel o plato de troquel inferior que se apoya en el botón de troquel. Las tuercas perforantes se alimentan al cabezal de instalación opuesto a un émbolo oscilante que, tras el cierre de la prensa matrizadora, empuja a la tuerca perforante contra el panel, perforando un trozo del panel, y el botón de troquel instala a continuación la tuerca perforante en la abertura perforada en el panel. El trozo perforado del panel se recoge en una abertura en el botón de troquel, que retiene típicamente varios trozos antes de expulsar los trozos. El panel puede formarse simultáneamente por la prensa matrizadora, y se pueden instalar simultáneamente varias tuercas perforantes en el panel con cada carrera de la prensa matrizadora, particularmente en aplicaciones de producción en masa. En ocasiones, debido a desalineamientos, ajustes de la prensa matrizadora inadecuados o instalación inadecuada de la tuerca, el trozo del panel puede permanecer unido o parcialmente unido al panel, lo que ocasiona problemas de calidad potenciales durante la operación de montaje, en la que el panel que tiene incorporado la tuerca perforante se monta con un segundo componente. En la industria de automoción, por ejemplo, la operación de montaje se lleva a cabo típicamente en una localización diferente. Otro problema asociado con la instalación de tuercas perforantes es el apilamiento de trozos de panel en la abertura del botón de troquel. La pila de trozos puede "soldarse en frío" entre sí, formando una barrera para la entrada de trozos adicionales y dando como resultado una instalación ineficiente o parcial de las tuercas perforantes o requiriendo una fuerza mayor para expulsar los trozos. No es siempre posible inspeccionar visualmente la abertura a través del botón de troquel, particularmente a tiempo para desconectar la prensa matrizadora con el fin de evitar una instalación inadecuada de tuercas perforantes adicionales por el aparato de instalación. Además, la instalación inadecuada de las tuercas perforantes descrita anteriormente no se puede descubrir hasta un momento posterior en el proceso de montaje.

El documento US-A-4.785.529 constituye el estado de la técnica más cercano al objeto de la reivindicación 1 y divulga:

El documento JP-A-09-024427 constituye el estado de la técnica más próximo al objeto de la reivindicación 18 y divulga:

Por lo tanto, sería muy deseable monitorizar continuamente las instalaciones de tuercas perforantes durante la instalación de las tuercas perforantes, y monitorizar simultáneamente los trozos perforados del panel durante la instalación. Sin embargo, el estado de la técnica anterior no describe un aparato o un procedimiento capaz de monitorizar continuamente estos problemas y problemas potenciales con la instalación de tuercas perforantes.

Resumen de la invención

Este deseo se ve satisfecho por medio del objeto de las reivindicaciones. El aparato de instalación de tuercas perforantes de esta invención se auto monitoriza. Esto es, el aparato de instalación de tuercas perforantes de esta invención monitoriza continuamente la instalación de cada tuerca perforante por el cabezal de instalación de tuercas perforantes y los trozos perforados del panel para asegurar la instalación adecuada continuada de tuercas perforantes o desconectar la prensa matrizadora para mantenimiento o reparación antes de instalar la siguiente tuerca perforante. Los sensores en el aparato de instalación de tuercas perforantes de esta invención se conectan a la lógica del ordenador de la prensa matrizadora. En el caso de que el sistema de sensores determine que una tuerca perforante no se ha instalado debidamente en el panel, o que un trozo no se ha perforado del panel y recibido a través del botón de troquel, la prensa se detiene en la parte superior de la carrera para mantenimiento del aparato de instalación de tuercas perforantes o prensa matrizadora, permitiendo una corrección inmediata del problema y evitando que se instalen de modo incorrecto tuercas perforantes y el desecho potencial de conjuntos de panel adicionales.

El cabezal de instalación de tuercas perforantes de esta invención incluye un pasaje de émbolo y un pasaje de alimentación de tuercas perforantes que se cruza con el pasaje de émbolo. Un mecanismo de alimentación alimenta tuercas perforantes a través del pasaje de alimentación al interior del pasaje de émbolo opuesto a un émbolo oscilante en el pasaje de émbolo. Tras cerrar la prensa matrizadora, el émbolo oscila a través del pasaje de émbolo para instalar una tuerca perforante en un panel soportado en un botón de troquel, como se describió anteriormente. Una tuerca perforante convencional incluye una porción de pilote proyectada, porciones de reborde en al menos lados opuestos la porción de pilote, y un taladro que se extiende a través de la porción de pilote. La porción de pilote perfora un trozo del panel en cooperación con el botón de troquel, y el botón de troquel deforma a continuación el metal del panel contiguo a la abertura perforada en el panel en un surco o surcos en la tuerca perforante, uniendo permanentemente la tuerca perforante al panel. El trozo perforado del panel se recibe entonces en una abertura central del botón de troquel.

En un modo de realización preferido del cabezal de instalación de tuercas perforantes de esta invención, una barra de sonda de trozos se recibe telescópicamente a través del émbolo que tiene un extremo proximal inicialmente paralelo de modo general a o espaciado por encima del extremo proximal libre de émbolo, opuesto a la tuerca perforante en el pasaje de émbolo cuando la prensa matrizadora está en la posición abierta, y un extremo distal que está predispuesta de modo elástico hacia el extremo proximal del émbolo. La barra de sonda de trozos tiene preferiblemente una longitud axial superior a la longitud axial del émbolo, de modo tal que, tras cerrar la prensa matrizadora, la barra de sonda de trozos se extiende a través del émbolo al interior del taladro de la tuerca perforante con una distancia superior al grosor de la porción de pilote de la tuerca perforante si se ha perforado un trozo del panel. Si no se ha perforado un trozo del panel, el extremo proximal de la barra de sonda de trozos se acoplará con el panel indicando que la tuerca perforante no se ha instalado adecuadamente en el panel, o que un trozo no se ha perforado totalmente del panel. Como se entenderá por aquellos...

1. Un aparato de instalación de tuercas perforantes para instalar tuercas perforantes (64) en un panel, teniendo cada una de dichas tuercas perforantes (64) un taladro (68) a su través, que comprende: un cabezal de instalación (20) de tuercas perforantes que tiene un pasaje de émbolo (26) que recibe una tuerca perforante (64) para su instalación en dicho panel;

un émbolo (28) que oscila en dicho pasaje de émbolo (26) que tiene un extremo proximal que empuja una tuerca perforante (64) a través de dicho pasaje de émbolo (26) contra un panel opuesto a dicho pasaje de émbolo (26), perforando un trozo de dicho panel e instalando dicha tuerca perforante (64) en una abertura perforada formada en dicho panel, teniendo dicho pasaje de émbolo (26) una abertura axial que recibe telescópicamente una barra de sonda de trozos (86) predispuesta elásticamente hacia dicho extremo proximal de dicho émbolo (28) y extendiéndose más allá de dicho extremo proximal de dicho émbolo (28) a través de dicho taladro (68) de tuerca si se perfora un trozo de dicho panel, y acoplándose con dicho panel si no se perfora un trozo de dicho panel; y

un sensor (122) que detecta movimiento axial de dicha barra de sonda de trozos (86) para determinar si se ha perforado un trozo de dicho panel.

2. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que dicha abertura axial en dicho émbolo (28) se extiende a través de dicho émbolo (28) y dicha barra de sonda de trozos (86) que tiene una longitud axial superior a una longitud axial de dicho émbolo (28).

3. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que dicho aparato de instalación de tuercas perforantes incluye un botón de troquel (22) que soporta dicho panel opuesto a dicho pasaje de émbolo (26) que tiene una abertura que recibe dicho trozo y dicho extremo proximal de dicha barra de sonda de trozos (86) que expulsa dicho trozo a través de dicha abertura en dicho botón de troquel (22).

4. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 3, en el que dicho botón de troquel (22) incluye un sensor de trozos (146) que detecta la recepción de un trozo de panel perforado de dicho panel a través de dicha abertura en dicho botón de troquel (22).

5. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 4, en el que dicho sensor de trozos (146) incluye una bobina conductora que rodea una abertura en dicho sensor (146) que recibe dicho trozo de panel y dicho trozo de panel que crea un campo magnético.

6. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 1 en el que dicho sensor (146) es un sensor de proximidad.

7. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que dicha barra de sonda de trozos (86) se predispone elásticamente en dicha abertura axial en dicho émbolo (28) por medio de un muelle helicoidal (94).

8. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que dicha barra de sonda de trozos (86) se predispone elásticamente en dicha abertura axial hacia dicho extremo proximal de dicho émbolo (28) por presión neumática.

9. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que dicha barra de sonda de trozos (86) tiene una longitud axial superior a una longitud axial de dicho émbolo (28) y dicha barra de sonda de trozos (86) que tiene un extremo proximal contiguo a dicho extremo proximal de dicho émbolo (28) antes del movimiento recíproco de dicho émbolo (28).

10. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que dicha barra de sonda de trozos (86) se predispone por un muelle hacia dicho extremo proximal de dicho émbolo (28).

11. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que dicha barra de sonda de trozos (86) se predispone elásticamente hacia dicho extremo proximal de dicho émbolo (28) por presión neumática y dicha barra de sonda de trozos (86) que incluye un muelle de retorno que predispone dicha barra de sonda de trozos (86) alejándola de dicho extremo proximal de dicho émbolo (28).

12. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que dicha barra de sonda de trozos (86) tiene un extremo distal (30) agrandado y dicho sensor (122) que detecta movimiento de dicho extremo distal (30) agrandado de dicha barra de sonda de muelle.

13. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que dicho aparato de instalación de tuercas perforantes incluye un botón de troquel (22) opuesto al dicho pasaje de émbolo (26) que soporta dicho panel que tiene una abertura alineada coaxialmente con dicho pasaje de émbolo (26) y un sensor de trozos (146) que detecta la recepción de un trozo de panel perforado de dicho panel y recibido a través de dicha abertura en dicho botón de troquel (22).

14. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que una abertura axial en dicho émbolo (28) se extiende a través de dicho émbolo (28) y dicha barra de sonda de trozos (86) que tiene un extremo distal (30) que se extiende a través de un extremo distal (30) de dicho émbolo (28) y unos medios de predisposición que predisponen elásticamente dicho extremo distal (30) de dicha barra de sonda de trozos (86) hacia dicho panel.

15. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 14, en el que dichos medios de predisposición es un muelle.

16. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 14, en el que dichos medios de predisposición es presión neumática.

17. El aparato de instalación de tuercas perforantes como definido en la Reivindicación 1, que tiene un miembro de troquel sujetado a un porta-troquel inferior de una prensa matrizadora oscilante, en el que dicho miembro de troquel incluye una abertura para recibir dicho trozo y un sensor de trozos (146) que detecta la recepción de un trozo a través de dicha abertura en dicho miembro de troquel conectado a un control de dicha prensa matrizadora oscilante que detiene dicha prensa matrizadora oscilante si no se detecta un trozo por dicho sensor de trozos (146).

18. Un botón de troquel (22) para sujetar una tuerca perforante (64) a un panel situado en un porta-troquel inferior de una prensa oscilante, incluyendo dicha tuerca perforante (64) una porción de pilote central (66), porciones de reborde en al menos lados opuestos de dicha porción de pilote (66) y un surco, comprendiendo dicho botón de troquel (22): un borde de troquel proyectado configurado para ser recibido en dicho surco de dicha tuerca perforante (64), una abertura a través de dicho botón de troquel (22) configurada para recibir un trozo perforado de dicho panel por dicha porción de pilote (66) de dicha tuerca perforante (64) y un sensor de trozos (56) que recibe dicho trozo y detecta la recepción de dicho trozo a través de dicho sensor (146) y dicho sensor (146) conectado a un control de dicha prensa matrizadora oscilante que detiene dicha prensa matrizadora si dicho sensor de trozos (126) no detecta un trozo recibido a través de dicho sensor (146).

19. El botón de troquel (22) de acuerdo con la Reivindicación 18, en el que dicho sensor de trozos (146) incluye una bobina conductora que rodea una abertura en dicho sensor (146) que recibe dicho trozo de panel y dicho trozo de panel que crea un campo magnético.

20. El botón de troquel (22) de acuerdo con la Reivindicación 18, en el que dicho sensor de trozos (146) es un sensor de infrarrojos.

21. Un aparato de instalación de tuercas perforantes para instalar tuercas perforantes (64) en un panel, teniendo dichas tuercas perforantes (64) un taladro de tuerca (68) a su través, que comprende: un cabezal de instalación (20) de tuercas perforantes que incluye un pasaje de alimentación de tuercas perforantes (24), un pasaje de émbolo (26) que comunica con dicho pasaje de alimentación de tuercas perforantes (24) que recibe tuercas perforantes (64) de dicho pasaje de alimentación de tuercas perforantes (24), un émbolo (28) que oscila en dicho pasaje de émbolo (26) que tiene un extremo proximal que empuja tuercas perforantes (64) a través de dicho pasaje de émbolo (26) en un panel opuesto a dicho pasaje de émbolo (26) y dicha tuerca perforante (64) que perfora un trozo de dicho panel formando una abertura perforada a través de dicho panel que recibe dicha tuerca perforante (64), y un botón de troquel (22) de acuerdo con la reivindicación 18 opuesto al dicho pasaje de émbolo (26) que soporta dicho panel.

22. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 21, en el que dicho émbolo (28) incluye un taladro (88) a su través y una barra de sonda de trozos (86) soportada de modo recíproco en dicho taladro (88) de dicho émbolo (28) predispuesto elásticamente hacia dicho extremo proximal de dicho émbolo (28) adaptada para ser recibida a través de dicho taladro de tuerca (68) contra dicho panel en el caso de que no se perfore una abertura en dicho panel, y un sensor (122) de barra de sonda de trozos (86) que detecta movimiento de dicha barra de sonda de trozos (86) para determinar si se ha perforado una abertura en dicho panel.

23. El aparato de instalación de tuercas perforantes de acuerdo con la Reivindicación 22, en el que dicha barra de sonda de trozos (86) tiene una longitud axial superior a una longitud axial de dicho émbolo (28) y dicha barra de sonda de trozos (86) que tiene un extremo proximal contiguo a dicho extremo proximal de dicho émbolo (28) antes del movimiento recíproco de dicho émbolo (28).