Pinza para apretar chapas, utilizada en asociación con un brazo manipulador, y con módulo de equilibrado desplazado.

Pinza destinada a apretar chapas y utilizada en asociación con un brazo manipulador,

denominado robot, y quecomprende:

- un bastidor (10) rígido, unido a un soporte (40), tal como un pie rígido o el citado robot,

- un subconjunto móvil, unido al citado bastidor (10), y que comprende:

- un primer brazo (3), denominado fijo,

- un segundo brazo (8), denominado móvil, y

- un accionador (4), que se apoya sobre el citado brazo (3) fijo para desplazar el brazo (8) móvil con respectoal brazo (3) fijo, según: un primer grado de libertad, en traslación o rotación, a fin de cerrar o de abrir la pinzapara, respectivamente, apretar un ensamblaje de chapas (1) entre los brazos fijo y móvil (3, 8) o liberar elensamblaje de chapas (1), y

estando caracterizada la pinza porque ésta comprende una placa (42) de interfaz que presenta una primeracara (43) y una segunda cara (44), estando la primera cara (43) vuelta hacia un órgano (38, 39) solidario delsoporte (40), un módulo de euilibrado (11'), que introduce un grado de libertad suplementario, en traslación orotación, entre el citado soporte (40), por una parte y, por otra,, un conjunto que integra el citado subconjuntomóvil (3, 4, 8), a fin de equilibrar los esfuerzos ejercidos sobre las extremidades (2, 9) respectivamente de losbrazos fijo y móvil (3, 8) en posición de cierre, que es apto para montarse sobre la citada primera cara (43) dela citada placa (42) de interfaz en una u otra de al menos dos posiciones que autorizan desplazamientos entraslación sensiblemente paralela a respectivamente una u otra de al menos direcciones inclinadas entre sí,en el plano de la citada primera cara (43), según que la pinza sea de tipo en C, o en X, respectivamente condesplazamientos en traslación o en rotación del brazo (8) móvil con respecto al brazo (3) fijo y que se apoyasobre el citado órgano (38, 39) para desplazar la citada placa de interfaz (42), siendo la placa (42) solidariapor la segunda cara (44) del bastidor (10) y/o del subconjunto móvil (2, 3, 4, 8, 9).

Pinza para apretar chapas, utilizada en asociacion con un brazo manipulador, y con modulo de equilibrado desplazado La presente invencion concierne a cualquier tipo de pinzas destinadas a apretar chapas y utilizadas en asociacion con un brazo manipulador, denominado robot. El citado robot puede servir, ya sea para desplazar la herramienta alrededor del ensamblaje que hay que realizar o inversamente para desplazar el ensamblaje delante de la herramienta, a su vez fijada entonces a un pie rigido.

De modo mas particular, esta invencion concierne a las pinzas de soldar por resistencia electrica, del tipo general (vease el documento US-A-2002/0125219) que comprende un bastidor rigido, unido a un soporte tal como pie rigido o robot manipulador, un subconjunto movil, unido al bastidor y que a su vez comprende un primer electrodo de soldadura, denominado fijo, solidario de un primer brazo, denominado fijo, un segundo electrodo de soldadura, denominado movil, solidario de un segundo brazo, denominado movil, y un accionador de soldadura, que se apoya sobre el citado brazo fijo para desplazar el brazo y el electrodo moviles con respecto al brazo y al electrodo fijos, segun un primer grado de libertad, en traslacion o en rotacion, a fin de cerrar o de abrir la pinza para respectivamente, apretar un conjunto de chapas que hay que soldar entre los electrodos (aproximados uno al otro por el accionador) o liberar el ensamblaje de chapas (separando los electrodos uno del otro por el accionador) , comprendiendo la pinza igualmente un modulo de equilibrado, que introduce un grado de libertad suplementario, en traslacion o en rotacion entre el citado soporte, por una parte, y, por otra, un conjunto que integra el citado subconjunto movil, a fin de equilibrar los esfuerzos ejercidos sobre los electrodos, especialmente en posicion de cierre.

En las pinzas de soldar por resistencia electrica del estado de la tecnica, segun el trabajo que hay que realizar, son posibles dos cinematicas para el brazo y el electrodo moviles:

- el primer grado de libertad es una traslacion del brazo y del electrodo moviles con respecto al brazo fijo que lleva el electrodo fijo, por guiado lineal asegurado por el accionador de soldadura, que es un accionador lineal de cualquier tipo conveniente conocido, hidraulico, neumatico, mecanico o electrico, que desplaza directamente el brazo y el electrodo moviles, denominandose entonces la pinza en C o en J, como esta representado en las figuras 1 a 5 anejas, o

- el segundo grado de libertad es una rotacion del brazo y del electrodo moviles, alrededor de un eje del bastidor, con respecto al brazo fijo que lleva el electrodo fijo, denominandose entonces la pinza en X o en tijeras, pudiendo ser todavia el accionador de soldadura un accionador lineal, ya sea montado pivotante por su cuerpo sobre el soporte de brazo fijo alrededor de un eje paralelo al eje de articulacion del brazo y del electrodo moviles, o bien fijado de modo rigido a este mismo soporte de brazo fijo, permitiendo entonces una union mecanica adecuada con 2 grados de libertad que el vastago del gato que se desplaza linealmente segun una direccion dada siga los movimientos de basculamiento del brazo movil alrededor del eje de articulacion. El esfuerzo de pivotamiento del brazo y del electrodo moviles es transmitido del accionador al brazo movil por una palanca, cuyo brazo movil es solidario, que pivota alrededor del eje de articulacion, y sobre la cual pivota la extremidad del vastago del accionador, como esta representado en las figuras 6 y 7 anejas.

En las figuras 1 a 7, las mismas referencias designan componentes identicos o analogos en las pinzas en C y en X representadas en diferentes posiciones descritas en lo que sigue.

Para asegurar la soldadura electrica por puntos de un ensamblaje de chapas 1, las pinzas en C de las figuras 1 a 5 comprenden principalmente un electrodo fijo 2 montado en la extremidad de un brazo fijo 3 solidario del cuerpo 5 de un accionador de soldadura 4, por ejemplo de tipo de vastago neumatico, en el que el piston 6 y el vastago 7 son solidarios en desplazamiento de un brazo movil 8, en prolongacion con el vastago 7, cuya extremidad libre soporta un electrodo movil 9, constituyendo estos componentes un subconjunto montado movil, segun un grado de libertad suplementario que, en estas figuras, corresponde igualmente a una traslacion, sobre un bastidor 10 fijado rigidamente a un soporte, que puede ser un robot manipulador o un pie rigido, siendo proporcionado este grado de libertad suplementario del subconjunto (2-9) con respecto al bastidor 10 por un modulo 11 descrito en lo que sigue.

Asimismo, en las pinzas en X de las figuras 6 y 7, el electrodo fijo 2 y el brazo fijo 3 son solidarios de un soporte de brazo rigido 12 montado en un eje de pivote 13 alrededor del cual pivota una palanca rigida 14 que soporta al brazo movil 8 y al electrodo movil 9, siendo el accionador de soldadura 4, igualmente lineal, pivotante por su cuerpo 5 sobre el soporte 12 alrededor de un eje 15 paralelo al eje 13, mientras que la extremidad libre del vastago 7 del accionador 4 acciona a la palanca 14, sobre la cual el vastago 7 pivota alrededor de un eje 16 igualmente paralelo al eje 13, de modo que manda los pivotamientos del brazo 8 y del electrodo 9 moviles con respecto al brazo 3 y al electrodo 2 fijos por rotacion alrededor del eje 13 soportado por una consola rigida 17 del bastidor 10 de la herramienta, fijado rigidamente al soporte de herramienta (pie fijo o robot manipulador) .

Al subconjunto de los brazos (3, 8) y de los electrodos (2, 9) fijos y moviles y del accionador 4 de soldadura se da un grado de libertad suplementario, que es una rotacion, con respecto al bastidor 10 por pivotmiento de este

subconjunto con el soporte de brazo 12 y la palanca 14 que pivota alrededor del eje 13 gracias a un modulo 21, cuya estructura y funciones se describen en lo que sigue.

Cuando el procedimiento de ensamblaje por soldadura, que puede comenzar cuando las chapas 1 quedan apretadas entre los electrodos 2 y 9, esta automatizado, la pinza o el ensamblaje de las chapas 1 que hay que soldar es llevada o llevado a la extremidad de un brazo articulado de un robot manipulador. Pero, en el modo mas habitual de puesta en practica del procedimiento de soldadura, como se describe en lo que sigue, la pinza es transportada por el robot y situada delante del ensamblaje de chapas 1, siendo la problematica la misma en el caso inverso en que el ensamblaje de chapas 1 sea transportado y este situado delante de la pinza.

Segun la programacion de trayectoria, el robot situa el electrodo fijo 2 de la pinza delante del ensamblaje de chapas 1 que hay que soldar. Sin embargo, por razones tecnicas vinculadas con:

- la precision de posicionamiento del robot;

- la incertidumbre sobre la geometria de la pinza (tolerancias de mecanizado y de montaje de sus componentes, desgaste eventual de los electrodos 2 y 9 durante el procedimiento) ; y

- el error en cuanto a la posicion real del ensamblaje de chapas 1 con respecto a su posicion teorica,

es necesario, durante la programacion del robot, prever una cierta distancia entre la posicion teorica del electrodo fijo 2 al final del brazo fijo 3 y la posicion teorica del ensamblaje de chapas 1.

Esta distancia debe permitir, durante las fases dinamicas de desplazamiento del robot, garantizar cualquier ausencia de contacto entre el electrodo 2 del brazo fijo 3 y el ensamblaje de chapas 1, a fin de evitar cualquier rozamiento y/o apoyo de este electrodo 2 en las chapas 1 que provoque marcas, rayaduras o deformaciones de las chapas 1.

En la practica, en el caso de un procedimiento de soldadura por resistencia, el valor de esta distancia esta comprendido entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 15 mm y es denominado recorrido de destalonado.

A continuacion de esta fase de posicionamiento de la pinza con respecto al ensamblaje de chapas 1, se libera en la pieza el grado de libertad suplementario mencionado anteriormente, de modo que el subconjunto movil que integra los electrodos y brazos fijos y moviles (2, 3, 8 y 9) y el accionador de soldadura 4 pueda entonces efectuar un movimiento relativo con respecto a su bastidor 10, pudiendo ser este movimiento relativo, autorizado por el modulo 11 o 21 antes citado, una traslacion, paralela a la del brazo movil 8, como en las pinzas en C de las figuras 1 a 5, o una rotacion alrededor del eje 13, como en las en X de las figuras 6 y 7, teniendo por objetivo esta operacion, denominada operacion de aproximacion, permitir al electrodo 2 del brazo fijo 3 entrar en contacto con el ensamblaje de chapas 1 que hay que soldar.

Idealmente, este movimiento de aproximacion debe ser realizado completamente, sin por ello implicar un esfuerzo o un choque susceptible... [Seguir leyendo]

1. Pinza destinada a apretar chapas y utilizada en asociacion con un brazo manipulador, denominado robot, y que comprende:

- un bastidor (10) rigido, unido a un soporte (40) , tal como un pie rigido o el citado robot,

- un subconjunto movil, unido al citado bastidor (10) , y que comprende:

- un primer brazo (3) , denominado fijo,

- un segundo brazo (8) , denominado movil, y

-un accionador (4) , que se apoya sobre el citado brazo (3) fijo para desplazar el brazo (8) movil con respecto al brazo (3) fijo, segun: un primer grado de libertad, en traslacion o rotacion, a fin de cerrar o de abrir la pinza para, respectivamente, apretar un ensamblaje de chapas (1) entre los brazos fijo y movil (3, 8) o liberar el ensamblaje de chapas (1) , y

estando caracterizada la pinza porque esta comprende una placa (42) de interfaz que presenta una primera cara (43) y una segunda cara (44) , estando la primera cara (43) vuelta hacia un organo (38, 39) solidario del soporte (40) , un modulo de euilibrado (11º) , que introduce un grado de libertad suplementario, en traslacion o rotacion, entre el citado soporte (40) , por una parte y, por otra, , un conjunto que integra el citado subconjunto movil (3, 4, 8) , a fin de equilibrar los esfuerzos ejercidos sobre las extremidades (2, 9) respectivamente de los brazos fijo y movil (3, 8) en posicion de cierre, que es apto para montarse sobre la citada primera cara (43) de la citada placa (42) de interfaz en una u otra de al menos dos posiciones que autorizan desplazamientos en traslacion sensiblemente paralela a respectivamente una u otra de al menos direcciones inclinadas entre si, en el plano de la citada primera cara (43) , segun que la pinza sea de tipo en C, o en X, respectivamente con desplazamientos en traslacion o en rotacion del brazo (8) movil con respecto al brazo (3) fijo y que se apoya sobre el citado organo (38, 39) para desplazar la citada placa de interfaz (42) , siendo la placa (42) solidaria por la segunda cara (44) del bastidor (10) y/o del subconjunto movil (2, 3, 4, 8, 9) .

2. Pinza de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque las citadas dos direcciones inclinadas entre si son sensiblemente perpendiculares entre si.

3. Pinza de acuerdo con la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, caracterizada porque el citado modulo (11º) de equilibrado comprende:

-al menos una caja de guia (11ºa) del movimiento relativo, segun el grado de libertad suplementario, entre el subconjunto movil (2, 3, 4, 8, 9) con su bastidor (10) y el soporte (40) ,

- al menos dos medios elasticos (25; 27a, 27b) de equilibrado que solicitan de manera antagonista al menos a un organo (24, 28) que esta guiado en el interior de la citada caja de guia (11ºa) o es solidario en desplazamiento de la citada caja (11ºa) , y al menos un accionador (11ºb) de aproximacion, de destalonado y de bloqueo y mantenimiento del subconjunto movil (2, 3, 4, 8, 9) en la posicion destalonada.

4. Pinza de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizada porque el accionador (11ºb) de aproximacion, de destalonado y de bloqueo esta montado en el interior de la caja de guia (11ºa) .

5. Pinza de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la citada segunda cara (44) de la placa de interfaz (42) esta equipada con medios de fijacion rigida (46; 45a) del brazo fijo (3) y del accionador (4) del subconjunto movil (2, 3, 4, 8, 9) .

6. Pinza de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la herramienta es una pinza de soldar por resistencia y porque las extremidades (2, 9) respectivamente de los brazos fijo y movil (3, 8) son electrodos de soldadura.

7. Pinza de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizada porque un transformador (41) de soldadura esta integrado en el conjunto del subconjunto movil (2, 3, 4, 8, 9) y del bastidor (10) , y es solidario del bastidor (10) y/o del brazo fijo (3) .

8. Pinza de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizada porque el transformador (41) de soldadura esta fijado rigidamente a la citada segunda cara (44) de la placa de interfaz.

9. Pinza de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la placa (42) de interfaz esta perforada por una abertura de paso (55) dispuesta para la recepcion de un eje (13) de articulacion del brazo movil (8) en rotacion, de modo que la placa (42) de interfaz es compatible con una pinza en C y con una pinza en X.

10. Pinza de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizada porque el citado eje (13) de articulacion se monta igualmente en el interior de una placa de refuerzo (56) fijada rigidamente entre el citado eje (13) de articulacion y el accionador (4) de soldadura, en una pinza de tipo en X..

11. Pinza de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, relacionadas con la reivindicacion 4, caracterizada porque dos conductores electricos (48, 49) estan fijados a la salida del transformador (41) de soldadura y destinados cada uno a la alimentacion electrica de uno respectivamente de los dos brazos movil (8) y fijo (3) del subconjunto movil (2, 3, 4, 8, 9) , extendiendose el conductor (48) destinado al brazo fijo (3) de la salida (47) del transformador

(41) a un manguito (46) de apriete, fijado en saliente a la segunda cara (44) de la placa de interfaz (42) , para la fijacion rigida del brazo fijo (3) a la citada placa de interfaz.

12. Pinza de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizada porque la caja de guia (11ºa) comprende un marco rigido rectangular (51) , atravesado paralelamente a dos lados opuestos, preferentemente los lados mayores, por dos columnas de guia (23) fijadas de modo rigido a la citada placa de interfaz (42) espaciadas y paralelas, y guiadas en traslacion en sus extremidades sobre cojinetes solidarios del marco (51) , estando al menos una barra (52) fijada solidaria de las columnas (23) y a su vez unida al vastago (29) de un accionador lineal (11ºb) de tipo gato, paralelo a las columnas (23) y que se extiende entre ellas, y cuyo cilindro (27) esta fijado al marco (51) de la caja (11ºa) , estando fijado el marco (51) de modo directo o por medio de un soporte intermedio rigido al brazo manipulador o a un pie rigido, o inversamente, estando fijado el marco (51) rigidamente a la primera cara (43) de la placa (42) de interfaz y el subconjunto rigido constituido por las columnas (23) y la o las barras (52) esta fijado de modo directo o por medio de un soporte intermedio rigido al brazo manipulador o a un pie rigido, de modo que el accionador (11ºb) es apto para mandar la aproximacion y el destalonado, estando rodeada al menos una columna (23) de guia por dos muelles helicoidales antagonistas que se apoyan cada uno por una extremidad sobre el marco (51) y por la otra extremidad sobre al menos una de las barras (52) , en el lado opuesto al otro muelle, o siendo el citado accionador (11ºb) neumatico con dos camaras de gas a presion a una y otra parte de un piston unido rigidamente por el vastago (29) al menos a una de las barras (52) , a fin de realizar los dos medios elasticos antagonistas de equilibrado.

13. Pinza de acuerdo con la reivindicacion 12, caracterizada porque el subconjunto rigido que comprende las columnas de guia (23) , la o las barras (52) y el vastago (29) esta fijado rigidamente al soporte (40) , el marco (51) esta fijado rigidamente a la primera cara (43) de la placa de interfaz (42) , y porque la placa de interfaz (42) comprende una pletina (54) de fijacion a la primera cara (43) , estando dispuesta la citada pletina (54) de fijacion para poder fijar el marco (51) indiferentemente en una u otra de al menos dos posiciones en las cuales el marco (51) esta orientado de modo que puede deslizar a lo largo de las columnas (23) segun dos direcciones perpendiculares entre si, para permitir la utilizacion de la misma placa (42) de interfaz y del mismo modulo (11º) de equilibrado en una pinza en C y en una pinza en X.

14. Pinza de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la placa (42) de interfaz presenta, en su segunda cara (44) , dos pletinas (45a, 45b) de montaje del accionador (4) , de las cuales una (45a) es utilizada para la fijacion rigida del cuerpo (5) del accionador (4) contra la segunda cara (44) de la placa (42) de interfaz.

15. Pinza de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el modulo (11º) de equilibrado se presenta en forma de un modulo independiente y opcional.

ES ADOº DE A CNICA

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