Un conjunto de acoplamiento (151) para su uso con un brazo robótico (50) y un brazo de herramienta (40),

estando el conjunto de acopiamiento caracterizado por:

una placa (152) montada en un brazo de herramienta (40), teniendo la citada placa (152) extremos (154-156) separados entre sí y lados (158, 160) separados entre sí que se extienden entre los citados extremos (154, 156) de placa y que se separan hacia afuera uno de otro,

un acoplador (162) montado en un brazo robótico (50), teniendo el citado acoplador (162) una cavidad (174) con lados (170, 172) complementarios en forma a la citada placa (152),

en el que con la citada placa (152) situada dentro de la citada cavidad (174) de acoplador, ta citada placa (152) es movible en una dirección de extremo a extremo entre una posición acoplada en la cual el citado acoplador (162) y la citada placa (152) están mecánicamente bloqueados entre sí y una posición desacoplada en ta cual el citado acoplador (162) y la citada placa (152) están mecánicamente desbloqueados uno de otro,

un conjunto de pestillo (190) montado en el citado acoplador (162) y movible entre una posición bloqueada en la cual el citado pestillo (190) bloquea al citado acoplador (162) y la citada placa (152) en la citada posición acoplada y una posición desacoplada en la cual el citado acoplador (162) y la citada placa (152) son libremente movibles desde la citada posición acoplada y la citada posición desacoplada

Sistema de carrozado para vehículo automóvil.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere al campo de los sistemas de carrozado en la automoción y en particular al conjunto de acoplamiento para ser utilizado con un brazo robótico y un brazo de herramienta.

Un conjunto de acoplamiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación independiente 1 es conocido del documento EP 1 518 784 A2.

Resumen de la presente invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un conjunto de acoplamiento que permita que un brazo de herramienta sea fácilmente acoplado con un brazo robótico.

El objeto de la invención es alcanzado por un conjunto de acoplamiento automático para su uso con un brazo robótico y un brazo de herramienta, comprendiendo el conjunto de acoplamiento las características de la reivindicación independiente 1.

De manera breve, un sistema de carrozado de vehículo comprende una estación de ensamblado que tiene miembros de carrocería separados. Un portador de vehículo que soporta los componentes del cuerpo del vehículo en una condición pre-ensamblada es introducido a continuación en la estación de ensamblado por un transportador convencional.

Dependiendo del tipo de portador de cuerpo, es decir un patín o un palé geométrico, estos miembros de carrocería separados pueden ser movibles verticalmente pero preferiblemente estacionarios.

Al menos dos estaciones de conexión son fijadas a cada miembro de carrocería en posiciones predeterminadas a lo largo del miembro de carrocería. Uno o más brazos de herramienta está asociado con cada estación de conexión y cada brazo de herramienta incluye al menos un conjunto de bloques de referencia o varillas de situación y su mordaza diseñada para acoplar una superficie de referencia sobre uno de los componentes del cuerpo del vehículo, para fijar los componentes del cuerpo del vehículo en posiciones predeterminadas unas con respecto a otras.

Un robot está asociado con cada brazo de herramienta y llevará preferiblemente tanto su pistola de soldar como su brazo de herramienta asociado, para evitar una pérdida de tiempo en cambiar una por otro. El robot mueve cada brazo de herramienta entre una posición de ensamblado y una posición de carga del vehículo, donde otros brazos de herramienta dedicados a otros tipos de vehículo son almacenados.

Durante la operación de carga del cuerpo, se selecciona el brazo de herramienta adecuado de un soporte 27 de almacenamiento de brazos de herramienta (Fig. 1) y es acoplado por el robot. Tan pronto como el nuevo cuerpo pre-ensamblado montado a partir de piezas sueltas es situado en la estación de carrocería, cada robot manipula su brazo de herramienta en la carrocería del cuerpo colocando el bloque de referencia estacionario en contacto con ta correspondiente superficie de situación. Una vez en su posición de ensamblado exacta, cada brazo de herramienta topa contra su estación de conexión asociada, de manera que cada brazo de herramienta esté situado en la estación de ensamblado en una posición predeterminada con respecto a los miembros de carrocería en la estación de ensamblado. A continuación una mordaza de brazo de herramienta montada en cada estación de conexión sujeta el brazo de herramienta en su posición de conexión asociada en una posición predeterminada y un acoplamiento rápido de medios proporciona aire presurizado y conexiones eléctricas para energizar las mordazas o cualquier otro cilindro de aire o interruptores de proximidad.

Una vez que los brazos de herramienta están fijados en sus estaciones de conexión asociadas, cada robot se desacopla de su brazo de herramienta asociado, mientras que al mismo tiempo se alcanza toda la secuencia de sujeción. A continuación, un soldador transportado por al menos uno de los robots se extiende dentro del pre-ensamble del cuerpo del vehículo con el fin de sujetar de manera fija los componentes del cuerpo entre sí en una posición predeterminada unos con respecto a otros, completando así el ensamblado del cuerpo.

Después de que los componentes del cuerpo están soldados entre sí, las mordazas son liberadas y cada robot se reacopla con su brazo de herramienta asociado. A continuación, las mordazas del brazo de herramienta se desacoplan, liberando así los brazos de herramienta de sus estaciones de conexión asociadas. Los robots mueven a continuación los brazos de herramienta lateralmente hacia afuera hasta su posición de carga del vehículo, y dependiendo del siguiente vehículo que se va a carrozar o de un proceso específico, puede mantener el mismo brazo de herramienta o soltarlo para "respot" el vehículo actual, o coger un nuevo brazo de herramienta que se adapte al tipo del nuevo vehículo. A continuación, el conjunto del cuerpo del vehículo ahora ensamblado es sacado de la estación de ensamblado por el transportador, mientras que un nuevo portador de vehículo que soporta un nuevo pre-ensamble de cuerpo es introducido en la estación de ensamblado, y el proceso anterior se repite.

Una ventaja de tal sistema de carrozado es que los robots son capaces de manipular los brazos de herramienta de manera que una porción de uno o más de los brazos de herramienta se extienden dentro del pre-ensamble del cuerpo y muy cerca de las superficies de referencia del componente del cuerpo. De esta manera, se emplean conjuntos de mordaza relativamente poco costosos transportados por cada brazo de herramienta para situar, no sólo rápidamente, sino también de manera precisa, los componentes del cuerpo del vehículo juntos en preparación para el ensamblado final. Puesto que se usan conjuntos de mordaza relativamente simples para situar los componentes del brazo del vehículo, se evitan las imprecisiones provocadas por el desgaste y/o por el diseño de las mordazas articuladas previamente conocidas y la accesibilidad del robot de soldadura se maximiza.

Una ventaja de la presente invención es que diferentes brazos de herramienta pueden ser fácilmente acoplados y manipulados por los robots con el fin de adaptarse a diferentes estilos de cuerpos. Además, en caso de interferencia de robots o de rotura o de otra disfunción del brazo de herramienta, sólo se necesitará que una fracción simple de la herramienta sea fijada y calibrada geométricamente.

Puesto que todos los robots instalados son utilizados completamente tanto en procesos de manejo como de soldadura, se evitan el extracoste y la huella adicional y el volumen requerido cerca del cuerpo que se va a carrozar de los sistemas previos que utilizaban robots dedicados para manipulación.

La presente invención permite hasta cuatro o cinco robots de soldadura de capacidad media por cada lado para una configuración puramente de montaje sobre suelo y, si es necesario, de cuatro a seis robots adicionales montados sobre un balcón, reduciendo el tiempo de ciclo total para llevar a cabo un número dado de soldaduras discontinuas.

Breve descripción de los dibujos

Se tendrá una mejor comprensión de la presente invención con referencia a la siguiente descripción detallada, cuando se lea junto con el dibujo que se acompaña, en el que números de referencia similares se refieren a partes similares en las diferentes vistas, y en el que:

La Fig. 1 es una vista de planta superior que ilustra la presente invención;

la Fig. 2 es una vista de alzado que ilustra la presente invención y con partes eliminadas en aras de la claridad;

la Fig. 3 es una vista fragmentaria de sección que ilustra una conexión de un brazo de herramienta con su estación de conexión asociada;

la Fig. 4 es una vista de alzado fragmentaria que ilustra u brazo de herramienta y una porción de su robot asociado;

la Fig. 5 es una vista similar a la Fig. 3, pero que ilustra el brazo de herramienta en una posición conectada con su estación de conexión asociada;

la Fig. 6 es una vista similar a la Fig. 4, pero que ilustra el brazo robótico desacoplado de su brazo de herramienta asociado;

la Fig. 7 es una vista de extremo diagramática que ilustra el brazo de herramienta en contacto con el brazo que se va a carrozar y su colocación final en la estación de conexión;

la Fig. 8 es una vista despiezada que ilustra un acopiamiento preferido de acuerdo con la invención entre el brazo robótico y el brazo de herramienta;

la Fig. 9...

1. Un conjunto de acoplamiento (151) para su uso con un brazo robótico (50) y un brazo de herramienta (40), estando el conjunto de acopiamiento caracterizado por:

una placa (152) montada en un brazo de herramienta (40), teniendo la citada placa (152) extremos (154-156) separados entre sí y lados (158, 160) separados entre sí que se extienden entre los citados extremos (154, 156) de placa y que se separan hacia afuera uno de otro,

un acoplador (162) montado en un brazo robótico (50), teniendo el citado acoplador (162) una cavidad (174) con lados (170, 172) complementarios en forma a la citada placa (152),

en el que con la citada placa (152) situada dentro de la citada cavidad (174) de acoplador, ta citada placa (152) es movible en una dirección de extremo a extremo entre una posición acoplada en la cual el citado acoplador (162) y la citada placa (152) están mecánicamente bloqueados entre sí y una posición desacoplada en ta cual el citado acoplador (162) y la citada placa (152) están mecánicamente desbloqueados uno de otro,

un conjunto de pestillo (190) montado en el citado acoplador (162) y movible entre una posición bloqueada en la cual el citado pestillo (190) bloquea al citado acoplador (162) y la citada placa (152) en la citada posición acoplada y una posición desacoplada en la cual el citado acoplador (162) y la citada placa (152) son libremente movibles desde la citada posición acoplada y la citada posición desacoplada.

2. El conjunto de acoplamiento tal como se define en la reivindicación 1, en el que la citada placa (152) incluye una abertura (224) y en el que el citado conjunto de pestillo (190) comprende una barra de pestillo (192) montada pivotantemente en el citado acoplador (162) entre una posición extendida en la cual la citada barra de pestillo (192) se extiende dentro de la citada abertura de placa (224) cuando la citada placa (152) y el acoplador (162) están en la citada posición extendida para prevenir con ello el movimiento del citado acoplador (162) y la citada placa (152) de la citada posición acoplada a la citada posición desacoplada, y una posición retraída en ta cual la citada barra de pestillo (192) está retraída de la citada abertura (224) de la placa.

3. El conjunto de acoplamiento tal como se define en la reivindicación 2, y que comprende un resorte (202) que arrastra elásticamente la citada barra de pestillo (192) hacia la citada posición extendida.

4. El conjunto de acoplamiento tal como se define en la reivindicación 3, y que comprende una placa (194) de actuación montada en el citado acoplador (162) y movible entre una primera posición y una segunda posición, estando la citada placa (194) de actuación conectada entre la citada barra de pestillo (194) de manera que pivota entre las citadas posiciones extendida y retraída en unísono, mientras la citada placa (194) de actuación se mueve entre las citadas posiciones primera y segunda, respectivamente.

5. El conjunto de acoplamiento tal como se define en la reivindicación 4, en el que la placa (194) de actuación actúa como un amplificador de golpe, convirtiendo el pequeño golpe/elevada fuerza desarrollada por el actuador neumático en una fuerza mayor a una fuerza de retracción menor para el pestillo (190).

6. El conjunto de acoplamiento tal como se define en la reivindicación 5, y que comprende un diafragma (204) operado mediante fluido montado en el citado acoplador (162) a tope con la citada placa (194) de actuación de manera que, mediante inflado, el citado diafragma (204) mueve la citada placa (194) de actuación desde la citada primera posición y la citada segunda posición suficiente para retraer completamente el pestillo (190).

7. El conjunto de acoplamiento tal como se define en la reivindicación 2, en el que el citado acoplador (162) incluye una abertura (232) de liberación manual abierta al citado conjunto de pestillo (190).

8. El conjunto de acoplamiento tal como se define en la reivindicación 1, en el que los citados lados (158, 160) de la citada placa (152) se desvían uno hacia otro a lo largo de una superficie superior (159, 161) de la citada placa (152) y en el que el citado acoplador (162) incluye superficies (176) complementarias a la citada superficie superior (159, 161) desviada de la citada placa.

9. El conjunto de acoplamiento tal como se define en la reivindicación 8, en el que la citada placa (152) desviada y el acoplador (162) se acoplan entre sí en cola de milano, proporcionando un cumplimiento de deslizamiento vertical para la muñeca del robot cuando se carga el brazo de herramienta (40) sobre su estación de conexión (26).