MÁQUINA ESTAMPADORA - TROQUELADORA CON UNIDAD DE MECANIZACIÓN FLEXIBLE.

Máquina estampadora - troqueladora para la realización de aberturas (4) estampadas y troqueladas en piezas de plástico (5) como componentes exteriores de automóviles y para la fijación de piezas adicionales (9) en estas aberturas (4),

con un bastidor de máquina (1) en el que están dispuestas una unidad de alojamiento (2) para el alojamiento de las piezas de plástico (5) a mecanizar, unidades de estampación / unidades de estampación - troquelado (10) para la estampación y troquelado de las aberturas (4), y una estación de soldadura (8a) para la fijación de las piezas adicionales en la abertura (4), caracterizada porque las unidades de estampación / unidades de estampación - troquelado (10) están fijadas de forma giratoria en un brazo (11) móviles tres dimensiones de una instalación de robot (6) y la unidad de alojamiento (2) es un sistema de cartuchos con mesas de alojamiento móviles sustituibles para el alojamiento y posicionamiento de la pieza de plástico (5) y comprende al menos una estación perforadora (8b), para la realización de radios en las aberturas (4) generadas y comprende al menos una estación de soldadura (8a) para la soldadura de las piezas adicionales (9) en la abertura (4)

La invención se refiere a una máquina de estampadora - troqueladora para la realización de aberturas estampadas y troqueladas en piezas de plástico de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, a un procedimiento para la mecanización de una pieza de plástico en la máquina estampadora – troqueladora y a una utilización preferida de la máquina estampadora – troqueladora, y del procedimiento

En parachoques para automóviles deben realizarse aberturas, por ejemplo, para sensores de aparcamiento por ultrasonido. A tal fin, se conoce conformar las fijaciones de los sensores en los parachoques en el procedimiento de fabricación. En virtud de diferentes variantes de los parachoques se necesitan también varios útiles de moldeo por inyección, de manera que el alojamiento, la manipulación y el montaje representan un factor de costes grande.

Otro problema plantean las aberturas para los sensores de aparcamiento, puesto que los sensores de aparcamiento no deben tener ningún contacto con el parachoques, pero deben ser visibles también distancias mínimas diferentes de la periferia exterior de los sensores de aparcamiento con respecto al parachoques.

Durante la fundición por inyección, los núcleos, que generan el contorno de la abertura en la pieza de plástico representan un obstáculo al flujo para la colada de plástico. La confluencia de las corrientes de colada que fluyen laminarmente conduce de forma inevitable a costuras de unión en la pieza moldeada por inyección o bien a los problemas implicados con ello como puntos defectuosos, resistencias reducidas, inconvenientes ópticos. Por otra parte, las aberturas mencionadas anteriormente sólo están previstas en determinadas variantes de equipamiento de los vehículos. No obstante, por razones de rentabilidad, la formación de las variantes debería realizarse relativamente tarde en el proceso general, es decir, que una generación posterior de las aberturas es de coste más favorable que la fundición por inyección de diferentes variantes de componentes por medio de diferentes útiles de fundición por inyección o insertos sustituibles (tiempos de equipamiento, desgaste de herramientas) en una pieza de trabajo.

Para la realización de las aberturas son adecuados, en principio, todos los procedimientos de mecanización, como perforación, fresado, rectificado o estampación. No obstante, las consideraciones de rentabilidad y otras condiciones marginales limitan en la práctica en gran medida esta selección. A ello hay que añadir que la transición desde la superficie interior hacia la superficie exterior de la abertura (zona visible) no debe tener aristas vivas, para evitar lesiones. Una transición de aristas vivas conduce de forma inevitable a un cordón de laca alrededor de la abertura, que se intensificaría óptimamente todavía más fuerte a través del proceso de laqueado.

Otra problemática se plantea durante la conformación del cono desde el lado interior del parachoques. Durante la conformación del cono desde abajo, el plástico desplazado no debe formarse hacia arriba en la superficie visible, para que durante el laqueado no se puedan reconocer marcas en la zona visible.

El cono aplicado debe estar centrado con respecto al taladro, para que durante el montaje del sensor no se produzca ningún desplazamiento de la posición con el sensor.

La posición del eje del sensor incorporado con respecto al eje estampado debería realizarse con una tolerancia de ± 0,01 mm.

El requerimiento mencionado anteriormente y los requerimientos de calidad óptica crecientes, así como la posición de localización de los sensores en combinación con los requerimientos de diseño de superficies visibles ininterrumpidas lo más grandes posible, exigen la búsqueda de una solución de coste favorable y de calidad de los problemas planteados, para posibilitar aberturas discrecionales libres de cordón con radio de transición suficientemente grande y con formado integralmente.

Para la solución de este problema se han utilizado hasta ahora máquinas estampadoras – troqueladoras de túnel (ver la figura 1). Esta máquina está constituida por un bastidor de máquina 1 (que se describe en detalle en la figura DE 102 61 012 A1), por una unidad de alojamiento 2 para la pieza de plástico a mecanizar y por una unidad de estampación – troquelado 3 (que se describe en detalle en los documentos DE 102 39 453 A1 y DE 102006012245 A1. La unidad de alojamiento 2 está constituida por una estación de inserción y una estación de soldadura (SMR). (El documento EP 1 250 996 B1 describe un sonotrodo Fakir para el proceso de soldadura).

Todos los componentes de la máquina mencionados anteriormente están adaptados entre sí y están conectados fijamente entre sí. No es posible ninguna sustitución de la unidad de alojamiento, de manera que toda la máquina solamente se puede utilizar para un único contorno (un parachoques determinado). De esta manera, no es posible la mecanización de varios parachoques con diferente contorno Strack 3D. Una máquina solamente se puede utilizar para una variante de parachoques.

Desarrollo anterior de acuerdo con el estado de la técnica (ver la figura 1): El componente a mecanizar (parachoques) se inserta en la máquina y se fija por medio de sujetadores. A continuación se estampan aberturas desde arriba y se troquela un cono desde abajo en la abertura. A continuación se suelda un soporte PDC desde abajo. Para la extracción se abren los sujetadores y liberan el componente. Ahora es posible la extracción del componente.

Crítica del estado de la técnica:

No es posible una sustitución de la unidad de alojamiento, de manera que toda la máquina solamente se puede utilizar para un único contorno, es decir, para una única forma de un parachoques. No es posible una mecanización de diferentes parachoques con diferentes contornos Strack 3D. Para cada variante de parachoques es necesaria una máquina determinadas, que debe estar especialmente adaptada a la variante de parachoques.

Para cada parachoques debe formarse una máquina o instalación nueva, lo que implica altos costes. Además, para el establecimiento de piezas de repuesto según la salida de serie requiere una alta capacidad de almacenamiento para la pluralidad de instalaciones.

La invención tiene el problema de mejorar una máquina estampadora – troqueladora de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, de tal forma que se pueden realizar de manera sencilla y con coste favorable aberturas estampadas y troqueladas en piezas de plástico de forma discrecional con exactitud extrema y al mismo tiempo se pueden fijar piezas adicionales en estas aberturas.

De acuerdo con la invención, este problema se soluciona porque las unidades de estampación / unidades de estampación – troquelado están fijadas de forma giratoria en un brazo móviles tres dimensiones de una instalación de robot y la unidad de alojamiento es un sistema de cartuchos con mesas de alojamiento móviles sustituibles para el alojamiento y posicionamiento de la pieza de plástico y comprende al menos una estación perforadora, para la realización de radios en las aberturas generadas y comprende al menos una estación de soldadura para la soldadura de las piezas adicionales en la abertura. De esta manera se pueden realizar de manera sencilla y con coste favorable aberturas estampadas y troqueladas en piezas de plástico de forma discrecional con exactitud extrema y al mismo tiempo se pueden fijar piezas adicionales en estas aberturas. A través de las mesas de alojamiento móviles sustituibles se puede realizar con facilidad y con coste favorable la adaptación a la geometría de las piezas de plástico. Las unidades de estampación / unidades de estampación – troquelado en el brazo de la instalación de robot, las estaciones de perforación y las estaciones de soldadura solamente tienen que adaptarse todavía al diámetro de la abertura deseada, pero, en general, no es necesaria una sustitución completa.

En una configuración de acuerdo con la invención, el bastidor de la máquina está constituido por un segmento de robot separado independiente con una instalación de robot y por un segmento de alojamiento del componente separado independiente con la unidad de alojamiento, la estación de perforación y la estación de soldadura, de manera que ambos segmentos se pueden conectar entre sí. De esta manera, la máquina estampadora – troqueladora está constituida de tipo modular y se puede desplazar o transportar fácilmente.... [Seguir leyendo]

1. Máquina estampadora – troqueladora para la realización de aberturas (4) estampadas y troqueladas en piezas de plástico (5) como componentes exteriores de automóviles y para la fijación de piezas adicionales (9) en estas aberturas (4), con un bastidor de máquina (1) en el que están dispuestas una unidad de alojamiento (2) para el alojamiento de las piezas de plástico (5) a mecanizar, unidades de estampación / unidades de estampación – troquelado (10) para la estampación y troquelado de las aberturas (4), y una estación de soldadura (8a) para la fijación de las piezas adicionales en la abertura (4), caracterizada porque las unidades de estampación / unidades de estampación – troquelado (10) están fijadas de forma giratoria en un brazo (11) móviles tres dimensiones de una instalación de robot (6) y la unidad de alojamiento (2) es un sistema de cartuchos con mesas de alojamiento móviles sustituibles para el alojamiento y posicionamiento de la pieza de plástico (5) y comprende al menos una estación perforadora (8b), para la realización de radios en las aberturas (4) generadas y comprende al menos una estación de soldadura (8a) para la soldadura de las piezas adicionales (9) en la abertura (4).

2. Máquina estampadora – troqueladora de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el bastidor de la máquina (1) está constituido por un segmento de robot (12) separado independiente con la instalación de robot (6) y por un segmento de alojamiento de componentes (13) separado independiente con la unidad de alojamiento (2), la estación de perforación (8b) y la estación de soldadura (8a), en la que ambos segmentos (12, 13) se pueden conectar entre sí.

3. Máquina estampadora – troqueladora de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la unidad de alojamiento (2) y/o la estación de perforación (8b) y/o la estación de soldadura (8a) están alojadas flotando sobre el segmento de alojamiento de componentes (13).

4. Máquina estampadora – troqueladora de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque el segmento de robot (12) está amarrado fijamente sobre el suelo (14).

5. Máquina estampadora – troqueladora de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las unidades de estampación / unidades de estampación – troquelado (10) fijadas en el brazo móvil (11) de la instalación de robot (6) están dispuestas sobre una abrazadera E+C (7), en la que la abrazadera E + C (7) está constituida por una abrazadera C (7a) en forma de C y por una abrazadera E (7b) en forma de E y la abrazadera C (7a) está dispuesta en ángulo recto con respecto a la abrazadera E (7b) y las herramientas de las unidades de estampación / unidades de estampación-troquelado (10) están dispuestas en los extremos respectivos de la abrazadera C (7a) y de la abrazadera E (7b).

6. Máquina estampadora – troqueladora de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque un brazo (7c) de la abrazadera C (7a) es al mismo tiempo un brazo (7c) de la abrazadera E (7b).

7. Máquina estampadora – troqueladora de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque en la abrazadera C (7a) está dispuesto el útil de estampación – troquelado (15) y en los dos extremos de la abrazadera E (7b) están dispuestas unas herramientas (16) para la realización de las estampaciones.

8. Máquina estampadora – troqueladora de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque la abrazadera E + C (7) está fijada en el brazo (11) de la instalación de robot (6) de forma sustituible por medio de un sistema de cambio rápido.

9. Máquina estampadora – troqueladora de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada porque la abrazadera E + C (7) presenta sobre su abrazadera C (7a) una primera estampa de troquelado para el troquelado de un radio (17) con un taladro previo, que sobresale sobre su eje longitudinal en dirección a la pieza de plástico (5), para la realización de un taladro de centrado y antes de que la primera estampa de troquelado encaje en la pieza de plástico (5), cuyo taladro previo penetra sobre el lado opuesto a la pieza de plástico (5) en una guía de taladro y porque la primera estampa de troquelado está centrada durante el troquelado y la primera estampa de troquelado y, por lo tanto, el taladro previo permanecen amarrados en su posición de troquelado final para el resto de la estampación de troquelado y la abrazadera C (7a) presenta sobre una segunda estampa de troquelado para el troquelado de un cono (9), en la que la segunda estampa de troquelado choca con su taladro de guía sobre el taladro previo y a continuación moldea en primer lugar por troquelado la pieza de plástico (5).

10. Procedimiento para la mecanización de una pieza de plástico (5) en una máquina estampadora – troqueladora de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por las siguientes etapas del procedimiento:

a) inserción de la pieza de plástico (5) sobre la unidad de alojamiento (2) y sujeción por medio de sujetadores,

b) desplazamiento de la unidad de alojamiento (2) en el interior de la estación de perforación,

c) aproximación y posicionamiento de la abrazadera E + C (7), controlada por la instalación de robot (6), y

estampación de las aberturas (4),

d) desplazamiento de la abrazadera E + C (7) a su posición de partida,

e) desplazamiento de la unidad de alojamiento (2) a la estación de perforación y perforación o fresado del

cono (18) en las aberturas (4) estampadas y realización del radio (17), f) desplazamiento de la unidad de alojamiento (2) a la estación de soldadura (8a), donde se fijan piezas adicionales (9) en la abertura (4), g) desplazamiento de la unidad de alojamiento (2) a la posición de partida, apertura de los sujetadores y 5 extracción de la pieza de plástico (5).

11. Utilización de una máquina estampadora – troqueladora de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 y de un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 para la mecanización de parachoques en automóviles y para la fijación especialmente de soportes de control de la distancia de aparcamiento, también llamados soportes PDC en

10 los parachoques.