COMBINACIÓN DE UNA HERRAMIENTA INTERCAMBIABLE Y UN ELEMENTO MANIPULADOR.

Combinación de una herramienta (1, 20, 40) intercambiable y un elemento (10,

15, 26, 47) manipulador para manipular la herramienta (1, 20, 40) dentro y fuera de una estructura de recepción, en la que la herramienta (1, 20, 40) tiene un cuerpo (8, 21) de herramienta con un extremo (2, 22, 41) de recepción para sostener la herramienta (1) en la estructura de recepción, en la que se disponen medios (9, 14, 25, 43) de conexión en el cuerpo (8, 21, 42) de herramienta para proporcionar una conexión sustancialmente no giratoria con el elemento (10, 15, 26, 47) manipulador, y en la que el elemento (10, 15, 26, 47) manipulador comprende medios (12, 16, 17, 29) de conexión para la conexión a los medios (9, 14, 25, 43) de conexión de la herramienta (1, 20, 40), caracterizada porque la herramienta (1, 20, 40) incluye un dispositivo (4, 23, 44) de seguridad para impedir que la herramienta (1, 20, 40) se caiga fuera de la estructura de recepción, y el elemento (10, 15, 26, 47) manipulador comprende un accionador para accionar el dispositivo (4, 23, 44) de seguridad

La invención se refiere a una combinación de una herramienta intercambiable y un elemento manipulador según el preámbulo de la reivindicación 1. Se conoce una herramienta de este tipo, por ejemplo, a partir de la publicación de patente europea n.º 0 494 714 y se conoce una combinación de este tipo a partir de la publicación de patente europea n.º 0 974 422.

Cuando se automatiza el intercambio de herramientas, se usa un elemento manipulador, tal como un brazo robótico para coger las herramientas y transportarlas desde la máquina, en la que se usan las herramientas, hasta un almacenamiento, y viceversa. Cuando se manipulan las herramientas con un elemento manipulador es beneficioso que las herramientas no giren en relación con el elemento manipulador. Esto es necesario para garantizar la lógica de control para saber la posición exacta de la herramienta en el extremo del brazo del elemento manipulador, de manera que la herramienta pueda insertarse de manera fiable en la máquina respectiva o en el almacenamiento. Si la herramienta pudiera desplazarse o girar de manera incontrolada, sería necesario que el elemento manipulador reorientase la herramienta antes de insertar la herramienta en, por ejemplo, una estructura de recepción.

Cuando se usan herramientas con diferentes tamaños, formas y/o dimensiones en una máquina, es beneficioso poder sostener la herramienta de modo uniforme, ya que de lo contrario el elemento manipulador tiene que cambiar los elementos de sujeción para poder intercambiar las diferentes herramientas. Por ejemplo, el elemento manipulador necesitaría un primer elemento de sujeción para intercambiar herramientas estrechas, mientras que es necesario un segundo elemento de sujeción para intercambiar herramientas anchas. Esto tendría un efecto adverso sobre el tiempo productivo de la máquina. Por tanto, es deseable tener un modo uniforme de sostener la herramienta que sea independiente de la forma y las dimensiones de la herramienta.

Un requisito adicional es que el elemento de sujeción debe sostener la herramienta de manera firme. Cuando la herramienta se someta a aceleraciones sustanciales, en combinación con el peso, las fuerzas serán sustanciales. Una conexión entre el elemento de sujeción y la herramienta debe soportar estas fuerzas.

Por tanto, es un objeto de la invención proporcionar un modo de sostener herramientas de modo uniforme e impedir el giro de la herramienta en relación con el elemento manipulador.

Este objeto se logra mediante una combinación según la invención tal como se reivindica en la reivindicación 1.

Con medios de conexión de este tipo, se normaliza el punto de conexión y una conexión de la herramienta con el elemento manipulador ya no depende de la geometría de la herramienta. Debido a la conexión sustancialmente no giratoria, siempre se conoce la orientación de la herramienta en relación con el elemento manipulador. Aunque el elemento manipulador tenga una junta giratoria, la orientación en la conexión de herramienta y el elemento manipulador es fija. Como la conexión ya no depende de la geometría de la herramienta, los medios de conexión pueden disponerse en cualquier parte adecuada de la herramienta e incluso en lados opuestos, de manera que el elemento manipulador puede aproximarse a la herramienta desde dos lados.

En una realización según la invención los medios de conexión se disponen de manera que la transferencia de fuerza entre la herramienta y el elemento manipulador tiene lugar sustancialmente en el interior del cuerpo de herramienta. Con esta realización, la geometría exterior de la herramienta no es importante para conectar la herramienta a un elemento manipulador. Con los medios de conexión dispuestos en el cuerpo de herramienta, la transferencia de fuerza desde el elemento manipulador a la herramienta y viceversa tiene lugar directamente al interior del cuerpo y no a través de una superficie externa de la herramienta. Esto es ventajoso, ya que la forma de las superficies externas puede diferir según el tipo de herramienta.

Preferiblemente, los medios de conexión comprenden una cavidad que incluye uno de (i) una rosca, (ii) una abertura de bloqueo o (iii) al menos un reborde de bloqueo.

En una realización preferida de la herramienta según la invención, la cavidad tiene un eje de inserción a lo largo del que puede insertarse un elemento manipulador y la cavidad no es simétrica con relación al giro con respecto al eje de inserción. Será obvio que una solución inversa con la cavidad en el elemento manipulador y un saliente dispuesto en la herramienta proporcionará una solución similar con ventajas similares.

Preferiblemente, la cavidad es cilíndrica con al menos un reborde que se extiende a través de la cavidad. Este reborde impide el posible giro entre la herramienta y el elemento manipulador.

En otra realización preferida, dos rebordes paralelos se disponen en la abertura en forma de boca de la cavidad. Estos dos rebordes proporcionan un bloqueo adicional de la posición angular de la herramienta en relación con el elemento manipulador y se impide por consiguiente el giro.

Aún en otra realización de la herramienta según la invención, la cavidad tiene una sección transversal no circular perpendicular al eje de inserción, siendo por ejemplo la sección transversal cuadrada o elíptica. Esto permite la inserción de un elemento manipulador correspondiente en la herramienta, e impide el giro de la herramienta respecto al elemento manipulador.

En otra realización de la herramienta según la invención, los medios de conexión proporcionan una conexión sustancialmente no giratoria, uniforme y proporcionan medios para una función adicional. Con la conexión uniforme, la forma de la herramienta es irrelevante para la conexión con el elemento manipulador. Además, los medios de conexión proporcionan medios para una función adicional.

Preferiblemente, con la herramienta según la invención los medios para una función adicional comprenden al menos un terminal para funciones adicionales, tales como la transferencia de señales o la activación de un mecanismo. Con una conexión, pueden intercambiarse, por ejemplo, señales eléctricas entre la herramienta y el elemento manipulador. Por ejemplo, las señales eléctricas se usan para leer una memoria dispuesta en la herramienta, o la señal se usa para activar un accionador presente en la herramienta, por ejemplo para accionar un dispositivo de seguridad. Éste al menos un terminal para funciones adicionales también puede usarse para transferir una señal mecánica de manera que un mecanismo o conmutador mecánico se ponga de un primer estado a un segundo estado. Además, el terminal puede usarse para intercambiar señales luminosas.

En otra realización preferida los medios de conexión se disponen a una distancia normalizada del extremo de recepción. Esto permite que el elemento manipulador agarre una herramienta, sin el conocimiento exacto del tipo de herramienta presente en la estructura de recepción.

En una realización preferida de la combinación según la invención, los medios de conexión del elemento manipulador están adaptados a la cavidad no simétrica con relación al giro de la herramienta.

En otra realización preferida de la combinación según la invención, el elemento manipulador tiene un extremo de conexión que tiene una sección transversal perpendicular a la dirección de inserción, que es sustancialmente igual a la abertura en forma de boca de la cavidad de la herramienta, y en la que el elemento manipulador comprende al menos una leva retráctil que puede extenderse desde una superficie del extremo de conexión para bloquear el elemento manipulador en la herramienta. Esta al menos una leva se extenderá por detrás del reborde lineal presente en la cavidad, de manera que la herramienta se bloquea sobre el elemento manipulador y la herramienta no puede separarse del elemento manipulador, sin retraer la leva.

En una realización preferida adicional, el extremo de conexión tiene al menos una superficie que actúa conjuntamente con una superficie interna de la cavidad para proporcionar una conexión no giratoria.

Aún en otra realización de la combinación según la invención, la combinación comprende medios de detección para la detección de la conexión del elemento manipulador y la herramienta. Esto proporcionará seguridad para el control del elemento manipulador, de que de hecho se sostiene una herramienta por el elemento manipulador.... [Seguir leyendo]

1. Combinación de una herramienta (1, 20, 40) intercambiable y un elemento (10, 15, 26, 47) manipulador para manipular la herramienta (1, 20, 40) dentro y fuera de una estructura de recepción, en la que la herramienta (1, 20, 40) tiene un cuerpo (8, 21) de herramienta con un extremo (2, 22, 41) de recepción para sostener la herramienta (1) en la estructura de recepción, en la que se disponen medios (9, 14, 25, 43) de conexión en el cuerpo (8, 21, 42) de herramienta para proporcionar una conexión sustancialmente no giratoria con el elemento (10, 15, 26, 47) manipulador, y en la que el elemento (10, 15, 26, 47) manipulador comprende medios (12, 16, 17, 29) de conexión para la conexión a los medios (9, 14, 25, 43) de conexión de la herramienta (1, 20, 40), caracterizada porque la herramienta (1, 20, 40) incluye un dispositivo (4, 23, 44) de seguridad para impedir que la herramienta (1, 20, 40) se caiga fuera de la estructura de recepción, y el elemento (10, 15, 26, 47) manipulador comprende un accionador para accionar el dispositivo (4, 23, 44) de seguridad.

2. Combinación según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios (9, 14, 25, 43) de conexión se disponen de manera que la transferencia de fuerza entre la herramienta (1, 20, 40) y el elemento (10, 15, 26, 47) manipulador tiene lugar sustancialmente en el interior del cuerpo (8, 21, 42) de herramienta.

3. Combinación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el accionador es solidario al elemento (15, 47) manipulador.

4. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 ó 2, caracterizada porque los medios (9, 14, 25, 43) de conexión se disponen de manera que la conexión sustancialmente no giratoria se logra conectando el elemento (10, 15, 26, 47) manipulador sólo desde un lado de la herramienta (1, 20, 40).

5. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios (14, 25) de conexión comprenden una cavidad que tiene un eje de inserción a lo largo del que puede insertarse un elemento (15, 26) manipulador y porque la cavidad no es simétrica con relación al giro con respecto al eje de inserción.

6. Combinación según la reivindicación 5, caracterizada porque los medios (16, 17, 29) de conexión del elemento (15, 26) manipulador están adaptados a la cavidad no simétrica con relación al giro de la herramienta (20).

7. Combinación según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque la cavidad (27) tiene una pared cilíndrica con al menos un reborde (28) que se extiende a través de la cavidad (27).

8. Combinación según la reivindicación 7, caracterizada porque dos rebordes (28) paralelos se disponen en la abertura en forma de boca de la cavidad (27).

9. Combinación según la reivindicación 5, caracterizada porque la cavidad tiene una sección transversal no circular perpendicular al eje de inserción, siendo por ejemplo la sección transversal cuadrada o elíptica.

10. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizada porque la cavidad no simétrica con relación al giro se forma en un casquillo o pieza (14, 25) de inserción dispuesto en el cuerpo (8, 21) de herramienta y porque los medios (16, 17, 29) de conexión del elemento (15, 26) manipulador comprenden un extremo de conexión adaptado a y que puede insertarse en la cavidad, comprendiendo el extremo de conexión una leva (17, 29) retráctil que puede extenderse al interior de una abertura en la pared de la cavidad del casquillo o la pieza (14, 25) de inserción para bloquear el extremo del elemento manipulador en el cuerpo (8, 21) de herramienta.

11. Combinación según la reivindicación 10, caracterizada porque la leva (17) es una bola.

12. Combinación según la reivindicación 10 u 11, caracterizada porque el extremo de conexión del elemento (15) manipulador tiene un paso central en el que puede moverse un elemento (18) empujador para empujar la leva (17) fuera del extremo de conexión.

13. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, caracterizada porque el dispositivo (44) de seguridad puede hacerse funcionar de forma hidráulica o neumática y la herramienta (40) incluye un canal que discurre desde la cavidad hasta el dispositivo (44) de seguridad.

14. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los medios (9) de conexión proporcionan una conexión sustancialmente no giratoria, uniforme y proporcionan medios (60, 49) para una función adicional.

15. Combinación según la reivindicación 14, caracterizada porque los medios (60, 49) para una función adicional comprenden al menos un terminal (60, 49) para intercambiar señales o para activar un mecanismo.

16. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios (9) de conexión se disponen a una distancia normalizada del extremo (2, 22, 41) de recepción.

17. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por medios de detección para la detección de la conexión del elemento (10) manipulador y la herramienta (1).

18. Combinación según la reivindicación 17, caracterizada porque los medios de detección comprenden un conmutador (13).

19. Método para manipular una herramienta (1, 20, 40) dentro y fuera de una estructura de recepción que comprende:

proporcionar una combinación según cualquiera de las reivindicaciones 10 - 18; conectar los medios (12, 16, 17, 29) de conexión del elemento (10, 15, 26, 47) manipulador con los medios (9, 14, 25, 43) de conexión de la herramienta (1, 20, 40); accionar el dispositivo (4, 23, 44) de seguridad de la herramienta (1, 20, 40) a través del elemento (10, 15, 26, 47) manipulador; y retirar la herramienta (1, 20, 40) de la estructura de recepción o insertar la herramienta (1, 20, 40) en la estructura de recepción.

20. Método según la reivindicación 19 con una combinación según la reivindicación 10, caracterizado porque la conexión se establece insertando el extremo de conexión del elemento (15, 26) manipulador en la cavidad de la herramienta (1, 20) y extender la leva (17, 29) retráctil para bloquear el elemento (15, 26) manipulador en la herramienta (20).