Procedimiento para realizar una operación de trabajo sobre una pieza de trabajo (12) que avanza de forma continua sobre un transportador (16),

mediante un robot industrial (18) que se desplaza junto a la pieza de trabajo (12) durante un recorrido conjunto a través de un segmento operativo, en que el robot industrial (18) es conducido a lo largo de un carril longitudinal (48) que discurre junto al transportador (16), y una base (20) del robot industrial está acoplada de forma rígida a un soporte de la pieza de trabajo (14) durante todo el recorrido y está situada de forma flotante con respecto a un vehículo (26) que recorre el carril longitudinal (48),

caracterizado por que

el robot industrial (18) dispone de una herramienta intercambiable en que, al inicio del recorrido conjunto, se une un escáner a un brazo de trabajo (40) del robot industrial (18), y se determina la posición relativa entre la pieza de trabajo (12) y su soporte (14).

Procedimiento y dispositivo para realizar una operación de trabajo sobre una pieza de trabajo en movimiento.

La invención se refiere a un procedimiento para realizar una operación de trabajo sobre una pieza de trabajo que avanza de forma continua sobre un transportador, mediante un robot industrial que se desplaza junto a la pieza de trabajo conforme al concepto general de la reivindicación 1. La invención se refiere, asimismo, a un dispositivo para realizar dicho procedimiento conforme al concepto general de la reivindicación 7. Un procedimiento de este tipo y un dispositivo de este tipo se revelaron en DE 10 2006 026 132 A1.

Para la producción en serie de piezas de trabajo existen esencialmente dos conceptos básicos. En la producción secuencial, las piezas sobre las que se ha de trabajar se desplazan de un puesto operativo a otro mediante un transportador, y se trabaja allí sobre ellas en posición estática. Cuando se trata de líneas de producción con un número alto de puestos operativos, esto genera problemas, pues en último término el ritmo del avance de las piezas entre los puestos operativos depende del puesto operativo con tiempo de operación más largo. Esto impide que los puestos operativos más rápidos puedan trabajar a plena capacidad. En ciertos casos resulta necesario disponer depósitos de piezas de trabajo o zonas de acumulación, lo que encarece aún más la producción.

Por lo tanto, resulta preferible una operación continua y sincrónica de la pieza de trabajo, en que se opera sobre ella mientras ésta va siendo desplazada por el transportador. Los procedimientos de producción sincrónicos son los más utilizados hoy en día cuando la operación la realiza un trabajador humano, pero es excepcional la operación sincrónica continua a lo largo de toda la línea de producción. Actualmente, los pasos operativos automatizados, especialmente los que efectúan robots industriales, son poco indicados para una operación sincrónica, por lo que generalmente dichos pasos se realizan de forma secuencial, y esto da lugar a problemas adicionales en los cambios entre las secciones secuenciales y las sincrónicas de una línea de producción. Por eso es interesante aportar un procedimiento que permita realizar pasos operativos robotizados de forma sincrónica.

Tal procedimiento se reveló en DE 103 13 463 B3. En él, un robot industrial se desplaza sobre un transporte separado y paralelo al transportador que desplaza la pieza de trabajo. Para compensar las diferencias de posición entre el robot industrial y la pieza de trabajo, el vehículo que transporta al robot industrial se acopla a un soporte de la pieza. Las diferencias de posición entre la pieza de trabajo y su soporte se registran al inicio del procedimiento en un dispositivo de medición fijo. Sin embargo, para garantizar la necesaria exactitud de la posición en dicho procedimiento son precisos costosos dispositivos de acoplamiento entre el vehículo del robot industrial y el soporte de la pieza de trabajo. No existe prácticamente ningún margen de tolerancia, pues la operación de medición se realiza precisamente antes de ese acoplamiento.

Por lo tanto, la presente invención se basa en el propósito de aportar un procedimiento y un dispositivo para realizar una operación de trabajo sobre una pieza de trabajo en movimiento por medio de un robot industrial que se desplaza sincrónicamente, superando los mencionados inconvenientes del estado de la técnica. En particular, se pretende garantizar una exactitud de la posición entre el robot industrial, la pieza de trabajo y el soporte de ésta.

Dicho propósito se resuelve mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1 y con un dispositivo con las características de la reivindicación 7.

En un procedimiento conforme a la invención, la pieza de trabajo avanza de forma continua sobre un transportador. Junto al transportador, el robot industrial se desplaza a lo largo de un carril longitudinal separado que discurre en paralelo, y la base del robot industrial está acoplada de forma rígida al soporte de la pieza de trabajo durante el recorrido conjunto del segmento operativo. Para desvincular el movimiento del robot industrial de las tolerancias del carril, el robot se coloca en posición flotante en relación con un vehículo que recorre el carril. Conforme a la invención, el robot industrial presenta una herramienta intercambiable. Al inicio del recorrido conjunto a través del segmento operativo se une a un brazo del robot industrial un escáner o un cabezal de medición, y dicho escáner establece la posición relativa entre la pieza de trabajo y su soporte. Esto permite registrar de forma ventajosa las coordenadas exactas de la pieza de trabajo en el sistema de coordenadas básicas del propio robot industrial, y al mismo tiempo con la medición se compensan las tolerancias del acoplamiento entre la base del robot industrial y el soporte de la pieza de trabajo. Por lo tanto, se hace posible utilizar dispositivos de acoplamiento entre la base del robot industrial y el soporte de la pieza de trabajo, que presentan tolerancias mayores que las conocidas por el estado de la técnica.

Tras esta operación de medición se intercambia, por fin, el escáner o cabezal de medición por una herramienta de trabajo. A este respecto es ventajoso utilizar una herramienta de trabajo para aplicar un tratamiento de cavidades en la pieza de trabajo. Para realizar de forma rápida y eficaz dicho intercambio es ventajoso también disponer un dispositivo de cambio rápido de herramienta y un cargador de herramientas.

Con la medición de la posición relativa de la pieza de trabajo, su soporte y el robot industrial, se puede ahora utilizar de forma ventajosa un sencillo dispositivo para acoplar de forma rígida la base del robot con el soporte de la pieza de trabajo. En otra configuración de la invención se prevé, además, un cilindro tensor que sujeta la base a un travesaño del soporte de la pieza de trabajo. El cilindro o los cilindros tensores, en una realización ventajosa de la invención, están dispuestos en una placa de ajuste unida de forma deslizante a la base del robot. Dicha placa, a fin de conseguir un acoplamiento rígido de la base del robot con el soporte de la pieza de trabajo, se desliza de tal manera que un tope dispuesto sobre aquélla entra en contacto con un elemento correspondiente del soporte de la pieza de trabajo antes de que el cilindro tensor se sujete al travesaño. Por lo tanto, resulta ventajoso que ya no debe respetarse con absoluta precisión la posición inicial del robot industrial con respecto al soporte de la pieza de trabajo para llevar el dispositivo de acoplamiento a la deseada posición de acoplamiento, sino que la colocación exacta se produce con el movimiento de la placa de ajuste. Las tolerancias que de ahí se derivan pueden compensarse, a su vez, mediante el proceso de medición antes expuesto, por medio del cabezal de medición.

Una vez firmemente acoplada la base del robot con el soporte de la pieza de trabajo, en otra realización de la invención se desembraga el motor del vehículo del robot industrial. De esa manera, toda la energía de tracción que mueve el robot industrial a través del segmento operativo la aporta el transportador, lo que disminuye el desgaste del vehículo en comparación con los procedimientos conocidos por el estado de la técnica, en que durante todo el recorrido por el segmento operativo se sigue utilizando el motor del vehículo. Para compensar las tolerancias de velocidad entre el vehículo y el transportador, si está funcionando el motor del vehículo es necesario disponer un embrague de fricción, que está sometido a un fuerte desgaste. En la realización propuesta no es necesario. Al no producirse un movimiento relativo entre el robot industrial y la pieza de trabajo, la distancia de remolque también es igual a cero.

Asimismo, en el procedimiento conforme a la invención el robot industrial sigue todos los movimientos de la pieza de trabajo en todas las direcciones, especialmente en dirección vertical gracias a la compensación vertical del peso. De este modo, entre el robot industrial y la pieza de trabajo no surge ninguna clase de fuerzas de ligadura, lo que reduce al mínimo el riesgo de deterioro de la pieza o de perturbaciones en el proceso de producción.

La invención se refiere, por otro lado, a un dispositivo para realizar una operación de trabajo sobre una pieza de trabajo que avanza de forma continua sobre un transportador, por medio de un robot industrial que se desplaza junto con la pieza de trabajo durante todo el recorrido a través... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para realizar una operación de trabajo sobre una pieza de trabajo (12) que avanza de forma continua sobre un transportador (16) , mediante un robot industrial (18) que se desplaza junto a la pieza de trabajo (12) durante un recorrido conjunto a través de un segmento operativo, en que el robot industrial (18) es conducido a lo largo de un carril longitudinal (48) que discurre junto al transportador (16) , y una base (20) del robot industrial está acoplada de forma rígida a un soporte de la pieza de trabajo (14) durante todo el recorrido y está situada de forma flotante con respecto a un vehículo (26) que recorre el carril longitudinal (48) , caracterizado por que el robot industrial (18) dispone de una herramienta intercambiable en que, al inicio del recorrido conjunto, se une un escáner a un brazo de trabajo (40) del robot industrial (18) , y se determina la posición relativa entre la pieza de trabajo (12) y su soporte (14) .

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1, caracterizado por que tras determinar la posición relativa, el escáner es sustituido por una herramienta de trabajo.

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 2, caracterizado por que una herramienta de trabajo se utiliza para aplicar un tratamiento de cavidades a la pieza de trabajo.

4. Procedimiento conforme a alguna de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que para conseguir un acoplamiento rígido de la base (20) con el soporte de la pieza de trabajo (14) se utiliza al menos un cilindro tensor (36) que sujeta la base (20) a un travesaño (38) del soporte de la pieza de trabajo (14) .

5. Procedimiento conforme a la reivindicación 4, caracterizado por que el cilindro tensor o los cilindros tensores (36) están dispuestos sobre una placa de ajuste (34) unida de forma deslizante a la base (20) y, para conseguir un acoplamiento rígido con el soporte de la pieza de trabajo (14) , la placa de ajuste (34) se desliza de tal manera que un tope (54) situado en ella entra en contacto con un elemento correspondiente (58) del soporte de la pieza de trabajo (14) antes de que el cilindro tensor (36) se sujete al travesaño (38) .

6. Procedimiento conforme a alguna de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que tras el acoplamiento rígido de la base (20) con el soporte de la pieza de trabajo (14) , se desembraga un motor (28) del vehículo (26) .

7. Dispositivo (10) para realizar una operación de trabajo sobre una pieza de trabajo (12) que avanza de forma continua sobre un transportador (16) , por medio de un robot industrial (18) que se desplaza junto con la pieza de trabajo (12) durante un recorrido conjunto a través de un determinado segmento operativo, en que el robot industrial (18) se conduce por un carril longitudinal (48) separado que discurre junto al transportador (16) , y una base (20) del robot industrial (18) se puede acoplar de forma rígida a un soporte de la pieza de trabajo

(14) durante todo el recorrido, disponiéndose unos elementos de montaje (24) mediante los cuales la base

(20) se puede montar de forma flotante respecto a un vehículo (26) que se desplaza por el carril longitudinal (48) ,

caracterizado por que el robot industrial (18) dispone de un dispositivo de cambio de herramienta con un cargador de herramientas y un soporte para herramientas, el último de los cuales permite unir al menos dos herramientas diferentes a un brazo de trabajo (40) del robot industrial, y en dicho brazo de trabajo se pueden montar un escáner para medir la posición relativa entre el soporte de la pieza de trabajo (14) y la propia pieza de trabajo (12) .

8. Dispositivo (10) conforme a la reivindicación 7, caracterizado por que se puede montar en el brazo de trabajo (40) del robot industrial (18) una herramienta de trabajo para aplicar un tratamiento de cavidades a la pieza de trabajo.

9. Dispositivo (10) conforme a alguna de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado por que se dispone al menos un cilindro tensor (36) mediante el cual la base (20) del robot industrial (18) se puede acoplar de manera rígida a un travesaño (38) del soporte de la pieza de trabajo (14) .

10. Dispositivo (10) conforme a la reivindicación 9, caracterizado por que

se dispone una placa de ajuste (34) instalada de forma deslizante respecto a la base (20) y que permite colocar los cilindros tensores (36) en la posición deseada respecto al soporte de la pieza de trabajo (14) .

11. Dispositivo (10) conforme a la reivindicación 10, caracterizado por que

se dispone un embrague mediante el cual una unidad motora (28) del vehículo (26) se puede embragar a una rueda motriz (30) del vehículo (26) .

EP 2 307 176 B1

DOCUMENTOS CITADOS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta relación de documentos citados por el solicitante se ha incluido exclusivamente para información del lector y no forma parte del documento europeo de patente. Ha sido elaborada con especial esmero, y la EPA no asume ninguna responsabilidad por posibles errores u omisiones.

Documentos citados en la descripción • DE 102006026132 A1 [0001] • DE 10313463 B3 [0004]