BRPI0819221B1

BRPI0819221B1 - Dispositivo e método para a orientação posicional de peças em forma de placas

Info

Publication number: BRPI0819221B1
Application number: BRPI0819221-9A
Authority: BR
Inventors: Reiner Dörner; Joachim Pottiez
Original assignee: Schuler Automation Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2020-02-18
Also published as: US8790064B2; CN101909778A; ES2360386T3; ATE496711T1; US20100232923A1; DE502008002504D1; WO2009112051A1; SI2190604T1; PT2190604E; CN101909778B; EP2190604A1; EP2190604B1; PL2190604T3; BRPI0819221A2

Abstract

dispositivo e método para a orientação posicional de peças em forma de placas a presente invenção refere-se a um dispositivo que é proposto para a orientação posicional de peças em forma de placas (12), compreendendo um equipamento de transporte contínuo (13), para o transporte das peças em forma de placas (12), um dispositivo de medida óptico (15) associado ao equipamento de transporte contínuo (13), para determinar a posição real de pelo menos uma peça em forma de placa (12) específica e para comparar esta posição real a uma posição prescrita armazenada, e para determinar o desvio da posição real da posição prescrita, e uma unidade de controle (20), acoplada ao dispositivo de medida óptico (15), para controlar uma unidade de posicionamento (19), de modo que pelo menos uma peça em forma de placa (12) específica, cujo desvio da posição prescrita foi determinado, possa ser colhida pela unidade de posicionamento (19), em uma região de coleta, e depositada em uma região de transferência definida, na posição correta correspondente à posição prescrita para transferência no equipamento de transporte contínuo (13).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO E MÉTODO PARA A ORIENTAÇÃO POSICIONAL DE PEÇAS EM FORMA DE PLACAS.

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo para alinhar a posição de peças em forma de placas, em particular, matrizes metálicas em chapa.

[0002] Nas denominadas linhas de prensagem, uma alta produtividade pode ser apenas obtida se as matrizes metálicas em chapa, supridas por meio de equipamento de transporte contínuo, forem transferidas para uma estação, em particular, uma prensa de conformação de metal a jusante, na posição correta, isto é, em uma posição prescrita definida. Neste contexto, um método conhecido para a determinação da posição real dos pedaços metálicos em chapa chegando, por meio de um dispositivo de medição óptico, e para a comparação desta a uma posição prescrita armazenada. Da comparação entre os valores real e prescrito, um desvio da posição prescrita é determinado, que é corrigido fazendo-se com que uma unidade de manuseio, por exemplo, um robô, colete o modelo metálico em chapa desviando-se da posição prescrita, o movimente para a posição prescrita e o transfira, na posição prescrita, isto é, a correta, para a estação a jusante, em particular para a prensa de conformação de metal a jusante.

[0003] A unidade de manuseio tem que executar duas tarefas: tem que transferir as peças do equipamento de transporte contínuo para a prensa de conformação de metal, por um lado; e executar uma orientação posicional das peças em forma de placas, por outro lado. Isto é ineficiente e resulta em longos tempos de ciclo.

[0004] A técnica anterior proporciona ainda dispositivos de centralização mecânicos, que são localizados no equipamento de transporte contínuo e movimentam as peças em forma de placas chegando a uma posição central. Esta operação é conduzida na maneira de uma

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2/11 trava mecânica, isto é, as partes que chegam são movimentadas para a posição centralizada correta por toque. Neste método, a orientação posicional não é muito precisa, porque todas as peças em forma de placas que chegam são centralizadas do mesmo modo, independentemente das suas posições reais. Além do mais, não é possível processar um grande número de peças deste modo.

[0005] A invenção é, portanto, baseada no problema de criação de um dispositivo do tipo referido acima, e em um método para a orientação posicional de peças em forma de placas, por meio do qual as peças em forma de placas possam ser posicionadas precisa e corretamente de uma maneira simples e por meio do qual, além do mais, o número de peças em forma de placas, que podem ser transferidas para uma estação a jusante, em qualquer ciclo, pode ser aumentado.

[0006] O problema é resolvido por um dispositivo para a orientação posicional de partes em forma de placa e por um método para a orientação posicional de peças em forma de placas, com os aspectos da invenção.

[0007] A invenção proporciona um dispositivo para a orientação posicional de peças em forma de placas, em particular, matrizes metálicas em chapa, compreendendo um equipamento de transporte contínuo, para o transporte das peças em forma de placas, um dispositivo de medida óptico associado ao equipamento de transporte contínuo, para determinar a posição real de pelo menos uma peça em forma de placa específica e para comparar esta posição real a uma posição prescrita armazenada, e para determinar o desvio da posição real da posição prescrita, e uma unidade de controle, acoplada ao dispositivo de medida óptico, para controlar uma unidade de posicionamento, de modo que pelo menos uma peça em forma de placa específica, cujo desvio da posição prescrita foi determinado, possa ser colhida pela unidade de posicionamento, em uma região de coleta, e depositada

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3/11 em uma região de transferência definida, na posição correta correspondente à posição prescrita para transferência no equipamento de transporte contínuo.

[0008] Por meio do dispositivo de posicionamento, as peças em forma de placas podem ser, portanto, colocadas nas suas posições prescritas e transferidas para uma estação a jusante, e podem, em particular, ser colocadas em uma prensa de conformação de metal por meio de uma unidade de manuseio a jusante. O dispositivo de posicionamento é, portanto, usado exclusivamente para posicionar ou orientar as peças em forma de placas na posição prescrita. Comparada à técnica anterior referida acima, na qual a unidade de manuseio tem duas funções básicas, isto é, a transferência de peças e a orientação posicional, a presente invenção separa estas duas funções. O controle e a sequência de movimentos são, portanto, simplificados, permitindo que o número de peças em forma de placas por ciclo, ou a produtividade das mesmas, seja aumentado.

[0009] Em uma maneira particularmente preferida, a unidade de posicionamento compreende pelo menos um robô. Em uma variante particularmente preferida, o pelo menos um robô é projetado como um robô articulado multiaxial.

[00010] Em um outro desenvolvimento da invenção, o dispositivo de medida compreende um sistema de câmeras, para tirar fotos da posição real de pelo menos uma peça em forma de placa específica. Isto resulta em uma rápida detecção da posição real.

[00011] O equipamento de transporte contínuo compreende, convenientemente, pelo menos uma correia transportadora para o transporte de peças em forma de placas.

[00012] A invenção se refere ainda a um método para alinhar a posição das peças em forma de placas, com os aspectos da invenção.

[00013] O método de acordo com a invenção para alinhar a posição

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4/11 das peças em forma de placas inclui as seguintes etapas:

- o suprimento de peças em forma de placas ao equipamento de transporte contínuo;

- a determinação da posição real de pelo menos uma peça em forma de placa específica no equipamento de transporte contínuo, por meio de um dispositivo de medida óptico, e a comparação da posição real detectada com uma posição prescrita armazenada;

- a determinação do desvio da posição real da posição prescrita;

- a coleta da pelo menos uma peça em forma de placa específica, com o desvio detectado da posição prescrita, em uma região de coleta, por uma unidade de posicionamento, e a deposição da peça em forma de placa na posição correta, correspondente à posição prescrita no equipamento de transporte contínuo, em uma região de transferência definida; e

- a transferência da pelo menos uma peça em forma de placa.

[00014] Como mencionado acima, a unidade de posicionamento, que é usada exclusivamente para a movimentação das peças em forma de placas para suas posições prescritas, pode proporcionar uma alta flexibilidade, e, além do mais, em um alto rendimento de peças em forma de placas.

[00015] Se pelo menos um robô for usado, em particular, a flexibilidade pode ser aperfeiçoada ainda mais. Por exemplo, pelo menos uma peça em forma de placa pode ser depositada em uma posição angular, que difere da sua orientação original. Neste método, a posição prescrita envolve uma mudança de ângulo. É, em particular, possível depositar uma peça em forma de placa no plano horizontal, enquanto alterando a sua orientação original por 90 graus.

[00016] Em um outro desenvolvimento da invenção, a região de

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5/11 transferência para a peça em forma de placa corresponde à região de coleta. É, portanto, possível depositar a pelo menos uma peça em forma de placa, seguindo a sua orientação posicional para a posição prescrita, na região na qual foi previamente colhida, em relação ao dispositivo de posicionamento.

[00017] Alternativamente, a região de transferência pode diferir da região de coleta. A pelo menos uma peça em forma de placa pode ser, por exemplo, colocada a montante da região de coleta, na direção de transferência ou transporte, para considerar o movimento do equipamento de transporte contínuo, durante o método de orientação posicional. A região de transferência pode ser obviamente movimentada no sentido da parte posterior, isto é, atrás da região de coleta na direção de transferência.

[00018] Em um outro desenvolvimento da invenção, pelo menos duas peças em forma de placas, adjacentes entre si, são colhidas simultaneamente, simultaneamente colocadas nas suas posições prescritas e simultaneamente depositadas.

[00019] Alternativamente, pelo menos duas peças em forma de placas, dispostas uma atrás da outra, podem ser colhidas simultaneamente, colocadas nas suas posições prescritas simultaneamente e depositadas simultaneamente.

[00020] É também possível que uma pluralidade de peças em forma de placas, dispostas umas atrás das outras ou adjacentes entre si, sejam colhidas simultaneamente e sejam depositadas simultaneamente em uma posição angular alterada.

[00021] Em um outro desenvolvimento da invenção, um único robô é proporcionado para orientar as peças em forma de placas individualmente, ou como uma pluralidade das mesmas, nas suas posições prescritas.

[00022] Uma flexibilidade ainda maior é obtida se vários robôs fo

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6/11 ram proporcionados, para orientar simultaneamente as peças em forma de placas individualmente ou várias das mesmas para as suas posições prescritas.

[00023] As concretizações preferidas da invenção são ilustradas nas figuras e explicadas em mais detalhes abaixo. Das figuras:

a figura 1 é uma vista lateral de uma primeira concretização para a orientação posicional de peças em forma de placas;

a figura 2 é uma vista pelo topo do dispositivo para a orientação posicional da figura 1;

a figura 3 é uma vista lateral de uma segunda concretização do dispositivo para a orientação posicional de peças em forma de placas;

a figura 4 é uma vista pelo topo do dispositivo para a orientação posicional da figura 3; e a figura 5 é uma vista pelo topo do dispositivo para orientação posicional da figura 1, as subfiguras 5A a 5C mostrando variações na orientação posicional de peças em forma de placas.

[00024] As figuras 1 e 2 mostram uma concretização preferida do dispositivo 11, de acordo com a invenção, para a orientação posicional de peças em forma de placas 12. No presente contexto, as peças em forma de placas 12 são matrizes metálicas em chapa, por exemplo, painéis de corpo que ainda não tinham sido moldadas. O dispositivo para orientação posicional, que vai ser depois referido simplesmente como o dispositivo de orientação posicional 11, é uma parte de uma linha de prensagem, na qual as peças em forma de placas 12 chegam finalmente em uma prensa de conformação de metal, na qual são moldadas.

[00025] O dispositivo de orientação posicional 11 compreende o equipamento de transporte contínuo 13, para o transporte de peças em forma de placas 12. O equipamento de transporte contínuo 13 in

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7/11 clui uma pluralidade de correias transportadoras correspondentes 14a, 14b, nas quais as peças em forma de placas 12, que podem ter sido previamente desempilhadas ou separadas em um dispositivo de desempilhamento (não ilustrado), são transportadas.

[00026] O dispositivo de orientação posicional 11 compreende ainda um dispositivo de medida óptico 15, colocado convenientemente acima de uma das correias transportadoras 14a, 14b, para determinar a posição real de pelo menos uma peça em forma de placa 12 específica e para comparar a posição real detectada com uma posição prescrita armazenada, e para determinar o desvio da posição real da posição prescrita. Por meio de exemplo, o dispositivo de medida óptico é montado em uma unidade de suporte do tipo pórtico 16, que liga em ponte a respectiva correia transportadora 14a, 14b. O dispositivo de medida óptico 15 é dotado com um sistema de câmeras 17, focalizado na respectiva correia transportadora 14a, 14b, para tirar fotos da posição real da pelo menos uma peça em forma de placa 12 específica.

[00027] A jusante do dispositivo de medida óptico 15, em uma direção de transferência 18 da respectiva correia transportadora 14a, 14b, uma unidade de posicionamento 19, controlada por uma unidade de controle 20, é proporcionada. A unidade de controle 20 é, por sua vez, acoplada ao dispositivo de medida óptico 15, com o que os dados, relativos ao desvio posicional de uma peça em forma de placa específica, são transmitidos para a unidade de posicionamento 19.

[00028] De acordo com a primeira concretização, mostrada nas figuras 1 e 2, a unidade de posicionamento 19 compreende um único robô 21, projetado como um robô articulado multiaxial. O robô 21 é autônomo e compreende uma base de robô 22, na qual uma unidade de movimento 24 é montada para pivotar em torno de um primeiro eixo pivotante 23, que é vertical na posição de uso, a unidade de movimento compreendendo uma parte articulada montada na base do robô 22,

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8/11 para pivotar em torno do primeiro eixo pivotante vertical 23. A unidade de movimento 24 compreende ainda um braço articulado, consistindo em um braço superior 25 e um antebraço 26. Uma extremidade do braço superior 25 do braço articulado é pivotante conjuntamente com a parte articulada, em torno de um segundo eixo pivotante 27, que é horizontal na posição de uso, enquanto que a outra extremidade é conectada à extremidade adjacente do antebraço 26, sendo ao mesmo tempo capaz de pivotar em torno de um terceiro eixo horizontal 28.

[00029] A unidade de movimento 24 compreende ainda um elemento rotativo 29, localizado na extremidade do antebraço 26, que é oposto ao braço superior 25 e rotativo em torno de um quarto eixo 30, estendendo-se na direção longitudinal do antebraço 26. Na extremidade oposta do antebraço 26, o elemento rotativo 29 é dotado com um elemento articulado 31, unido ao elemento rotativo 29, sendo ao mesmo tempo capaz de pivotar em torno de um quinto eixo 32, estendendo-se a ângulos retos para o quarto eixo 30.

[00030] Um elemento rotativo (não ilustrado), que pode girar em torno de um sexto eixo 33, estendendo-se a ângulos retos para o quinto eixo 32 e equipado com uma peça de suporte 34, é preso no elemento articulado 31, de modo que a peça de suporte 34 siga o movimento rotativo do elemento rotativo. A peça de suporte 34 suporta, de preferência, um dispositivo de levantamento 35 com as unidades de sucção a vácuo 36. A disposição é projetada de modo que a peça de suporte 34 se estenda no sentido do sexto eixo 33 do elemento articulado ou do elemento rotativo montado no mesmo, e que o dispositivo de levantamento 35 inclui um dispositivo de retenção, sustentando as unidades de sucção a vácuo 36, que é unido à peça de suporte 34, sendo ao mesmo tempo rotativo em torno de um sétimo eixo 37, orientado a ângulos retos ao sexto eixo 33. Outros detalhes da estrutura e da sequência de movimento de um robô articulado, com sete eixos,

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9/11 podem ser encontrados na EP 1 623 773.

[00031] A segunda concretização do dispositivo de orientação positional 11, como mostrado nas figuras 3 e 4, difere da primeira concretização pelo fato de que, em vez de um único robô 21, dois robôs 21a, 21b são colocados opostos entre si na esquerda e na direita da respectiva correia transportadora 14b. Esta disposição é selecionada, em particular, se peças em forma de placas 12, dispostas lado a lado, vão ser orientadas. Os dois robôs 21a, 21b são construídos convenientemente idênticos e correspondem ao único robô da primeira concretização descrita acima. Os dois robôs 21a, 21b podem ser controlados para operar sincronamente por meio da unidade de controle 20.

[00032] De acordo com a primeira concretização mostrada nas figuras 1 e 2, as peças em forma de placas 12, estas sendo matrizes metálicas em chapa, que foram previamente desempilhadas de uma pilha de peças em um dispositivo de desempilhamento, são supridas às correias transportadoras 14a, 14b. Chegam depois na região do dispositivo de medida óptico 15, na qual uma imagem da posição real da peça em forma de placa 12 é produzida por meio do sistema de câmeras. Para este fim, a respectiva correia transportadora 14a é interrompida por um tempo curto, de modo que uma imagem bem definida seja criada. Da imagem da peça em forma de placa 12, a sua posição real é determinada no dispositivo de medida óptico 15 e comparada a uma posição prescrita armazenada. Da comparação entre os valores real e prescrito, qualquer desvio da respectiva peça em forma de placa 12, da posição prescrita, é determinado. Os dados relativos a este desvio são então transmitidos para a unidade de controle 20, que controla o robô 21.

[00033] O robô 21 colhe a respectiva peça em forma de placa em uma região de coleta e a alinha na posição prescrita. A peça em forma de placa 12 é então depositada na posição prescrita em uma região de

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10/11 transferência definida. A região de transferência pode ser idêntica à região de coleta. Alternativamente, o robô 21 pode movimentar a peça em forma de placa 12 ligeiramente no sentido da direção de transferência 18, para compensar o movimento para a frente da correia transportadora, durante o método de orientação. A figura 2 ilustra esta orientação posicional usando matrizes metálicas em chapa de superfícies relativamente grandes, mas o robô pode colher simultaneamente duas matrizes metálicas em chapa menores chegando uma atrás da outra, ou dispostas adjacentes entre si, e depositá-las nas suas posições prescritas corretas.

[00034] Como mostra a figura 5C, o robô 21 pode colher uma peça em forma de placa e orientá-la na sua posição prescrita, a peça em forma de placa sendo depositada em uma posição angular alterada, em particular, girada em torno de 90 graus no plano horizontal. Duas peças em forma de placas colhidas ao mesmo tempo podem ser obviamente reorientadas do mesmo modo, de modo que duas peças em forma de placas chegando uma atrás da outra possam ser reorientadas para ficarem adjacentes entre si (figura 5B), ou duas peças em forma de placas 12 chegando lado a lado podem ser reorientadas para terminarem como duas peças em forma de placas 12 ficando uma atrás da outra (figura 5A).

[00035] Na segunda concretização mostrada nas figuras 3 e 4, duas peças em forma de placas 12, colocadas lado a lado, chegam na região do dispositivo de medida óptico 15, na qual uma imagem é produzida de cada peça 12 por meio do sistema de câmeras 17. Neste caso, também, a posição real é comparada à posição prescrita, propiciando a determinação de qualquer desvio da posição prescrita. A unidade de controle 20 então controla os dois robôs 21a, 21b, cada um dos mesmos colhendo convenientemente uma das peças em forma de placas 12, os reorienta e os deposita na posição prescrita.

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11/11 [00036] Tanto na primeira quanto na segunda concretização, a orientação posicionai é seguida por uma transferência das peças em forma de placas, nas suas posições prescritas na correia transportadora, até que uma unidade de manuseio (não ilustrada), que é convenientemente representada igualmente por um robô, colhe as peças na orientação posicional correta e as introduz em uma prensa de conformação de metal a jusante, na qual as peças em forma de placas são moldadas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo para a orientação posicionai de peças em forma de placas (12), em particular, matrizes metálicas em chapa, com um equipamento de transporte contínuo (13) para o transporte de peças em forma de placas (12), caracterizado pelo fato de que apresenta um dispositivo de medida óptico (15) associado ao equipamento de transporte contínuo (13), para determinar a posição real de pelo menos uma peça em forma de placa (12) específica e para comparar a posição real determinada a uma posição prescrita armazenada, bem como para determinar o desvio posicional da posição real da posição prescrita, uma unidade de controle (20), acoplada ao dispositivo de medida óptico (15), para controlar uma unidade de posicionamento (19), de modo que pelo menos uma peça em forma de placa (12) específica, cujo desvio posicional da posição prescrita foi determinado, possa ser colhida pela unidade de posicionamento (19) em uma região de coleta, e depositada em uma região de transferência definida na posição correta correspondente à posição prescrita para transferência no equipamento de transporte contínuo (13).
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de posicionamento (19) apresenta pelo menos um robô (21; 21a; 21b).
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um robô (21; 21a; 21b) é projetado como um robô articulado multiaxial.
4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medida óptico (15) apresenta um sistema de câmeras (17) para tirar fotos da posição real de pelo menos uma peça em forma de placa (12) específica.
5. Método para a orientação posicional de peças em forma de placas (12), o método com as seguintes etapas:

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- suprimento de peças em forma de placas (12) em um equipamento de transporte contínuo (13);

caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

- determinação da posição real de pelo menos uma peça em forma de placa (12) específica no equipamento de transporte contínuo (13), por meio de um dispositivo de medida óptico (15) e comparação da posição real detectada com uma posição prescrita armazenada;

- determinação do desvio da posição real da posição prescrita;

- coleta da pelo menos uma peça em forma de placa (12) específica, cujo desvio posicional da posição prescrita foi detectado, em uma região de coleta por uma unidade de posicionamento (19), e deposição da peça em forma de placa (12) na posição correta, correspondente à posição prescrita no equipamento de transporte contínuo (13) em uma região de transferência definida; e

- transferência da pelo menos uma peça em forma de placa (12).
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma peça em forma de placa (12) é depositada em uma posição angular diferente da orientação original.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma peça em forma de placa (12) é depositada girada em 90 graus da sua orientação original no plano horizontal.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que a região de transferência para a peça em forma de placa (12) corresponde à região de coleta.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que região de transferência e região

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3/3 de coleta diferem entre si.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos duas peças em forma de placas (12), dispostas uma ao lado da outra, são colhidas simultaneamente, colocadas nas suas posições prescritas simultaneamente e depositadas simultaneamente.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos duas peças em forma de placas (12), dispostas umas depois das outras, são colhidas simultaneamente, colocadas nas posições prescritas simultaneamente e depositadas simultaneamente.
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 11, caracterizado pelo fato de que a unidade de posicionamento (19) apresenta pelo menos um robô (21; 21a; 21b).
13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um robô (21; 21a; 21b) é um robô articulado multiaxial.
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 13, caracterizado pelo fato de que um único robô (21) é previsto que orienta peças em forma de placas (12) individuais ou uma pluralidade de peças em forma de placas (12) simultaneamente na posição prescrita.
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 13, caracterizado pelo fato de que vários robôs (21a, 21b) são previstos que orientam simultaneamente peças em forma de placas (12) individuais ou uma pluralidade de peças em forma de placas (12) simultaneamente na posição prescrita.