ES2254546T3 - Sistema de fabricacion automatizada para la realizacion de operaciones de trabajo en piezas. - Google Patents

Abstract

Sistema de fabricación automatizada para la realización de operaciones de trabajo en piezas (50), con como mínimo una primera estación de trabajo (S11, S12, S13, S14, S15, S16) para la realización de una primera operación de trabajo, con como mínimo una segunda estación de trabajo (S21, S22, S23, S24, S25, S26) para la realización de una segunda operación de trabajo con como mínimo un primer pórtico (32, 34, 36, 38, 39, 32'', 34'') (pórtico logístico) que se extiende en una primera dirección (dirección Y) y acopla entre sí como mínimo una primera (S11 ¿ S16) y una segunda estación de trabajo, con como mínimo un segundo pórtico (40, 42, 44, 46) (pórtico manipulador) que se extiende transversal a la primera dirección en una segunda dirección (dirección X) y acopla entre sí una pluralidad de primeras (S11 ¿ S16) o segundas (S21 ¿ S16) estaciones de trabajo, estando asignado como mínimo a cada pórtico manipulador (40, 42, 44, 46) una bandeja receptora (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 16'',18'') para la recepción de piezas (50), habiendo sobre los pórticos manipuladores carros (54) desplazables que presentan al menos en dirección vertical (dirección Z) un dispositivo de agarre (70) desplazable que permite al menos una operación de manipulación adicional como, por ejemplo, desplazamiento en dirección Y o retorcimiento y donde sobre los pórticos logísticos (32, 34, 36, 38, 39, 32'', 34'') se encuentran dispuestos carros (78, 78'', 78", 78"'') desplazables conformados con un dispositivo de agarre (72, 72") para la recepción o almacenamiento de piezas (50), para el movimiento de piezas en dirección Z.

Description

Sistema de fabricación automatizada para la realización de operaciones de trabajo en piezas.

La presente invención se refiere a un sistema de fabricación automatizada para la realización de operaciones de trabajo en piezas, comprendiendo como mínimo una primera estación de trabajo para la realización de una primera operación de trabajo, como mínimo, una segunda estación de trabajo para la realización de una segunda operación de trabajo, y con como mínimo un pórtico para acoplar entre sí dos de las estaciones de trabajo.

Los sistemas de fabricación automatizadas se utilizan en la fabricación en serie para poder fabricar piezas de una manera fiable y económica en una pluralidad de estaciones de trabajo. Aplicaciones típicas de sistemas de fabricación automatizadas se encuentran, por ejemplo, en la industria del automóvil para una fabricación de motores y componentes de transmisiones altamente eficiente.

Como otro ejemplo de un sistema de fabricación automatizada se conoce la línea de producción en la que el flujo de piezas entre las diferentes estaciones de trabajo es controlado mediante una cinta que simultáneamente se utiliza como pulmón de almacenamiento. Desde la cinta derivan lateralmente pórticos a las estaciones de trabajo individuales.

Como otro ejemplo de un sistema de fabricación automatizada se conoce el acoplamiento de una pluralidad de estaciones de trabajo a través de pórticos, estando entre estaciones de trabajo individuales o múltiples dispuestos pulmones de almacenamiento de cintas para el desacoplamiento. En pulmones de almacenamiento de cinta de este tipo se trata de cintas transportadoras con las que se transportan o acumulan piezas individuales. Los pulmones de almacenamiento de este tipo reciben habitualmente aproximadamente 10 a 20 piezas y pueden absorber ciertas fluctuaciones causadas por demoras en las estaciones de trabajo respectivas asignadas.

Sin embargo, es desventajoso que los pulmones de almacenamiento de cinta solamente están diseñados para absorber una reducida cantidad de piezas, de modo que, con fallos importantes en una o múltiples estaciones de trabajo del sistema de producción, todo el sistema puede quedar parado en breve tiempo. Además, se manifiesta como desventajoso el hecho de que, con el fallo de una cinta o con un atasco en una cinta no existe una capacidad de trasporte de reserva, con lo que se perjudica la disponibilidad de todo el sistema. Finalmente, la utilización de cintas es costosa y no permite el transporte directo de piezas individuales. Por este motivo también se perjudica la accesibilidad a estaciones de trabajo individuales.

Por el documento EP 0 924584 A2 se conoce un sistema de fabricación flexible, en el que las piezas en unidades de transferencia de piezas, una tras otra, pasan por dos bancos de mecanizado. Cada banco de mecanizado presenta varios husillos de mecanizado, que están montados en una bancada común. Paralelamente se desplaza controlada la unidad de transferencia de piezas, y la correspondiente unidad de transferencia de piezas mueve la pieza correspondiente con relación a los husillos fijos, para realizar allí los procesos de mecanizado. Las unidades de transferencia se equipan en el banco de la máquina con una pieza, pasan por la primera bancada de la máquina y a continuación se llevan a un vehículo de transporte autoguiado. Desde éste se lleva a las unidades de transferencia de piezas a la segunda bancada de mecanizado. En su extremo se traslada la pieza mecanizada a una mesa de transferencia, desde la cual se recoge la pieza mecanizada mediante un robot de pórtico. El mismo robot de pórtico se utiliza para la transferencia de las piezas a mecanizar a una mesa de transferencia de la primera bancada de la máquina.

Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de especificar un sistema de fabricación automatizada perfeccionado para la realización de operaciones de trabajo en piezas que permita un transporte rápido de piezas a las estaciones de trabajo respectivas y garantice una disponibilidad en lo posible elevada y a prueba de fallos con tiempos de trabajo cortos del sistema global, con costes reducidos.

Este objetivo se consigue mediante un sistema de fabricación automatizada para la realización de operaciones de trabajo en piezas, comprendiendo como mínimo una primera estación de trabajo para la realización de una primera operación de trabajo, como mínimo una segunda estación de trabajo para la realización de una segunda operación de trabajo, por lo menos un primer pórtico (pórtico logístico) que se extiende en una primera dirección (dirección Y) y como mínimo acopla entre sí una primera y una segunda estación de trabajo, como mínimo un segundo pórtico (pórtico manipulador) que se extiende transversalmente a la primera dirección en una segunda dirección (dirección X) y acopla entre sí varias primeras y segundas estaciones de trabajo, donde como mínimo cada pórtico manipulador tiene asignado una bandeja de entrega con varios puestos de trabajo (48) para la recepción de piezas, donde en los pórticos manipuladores puede desplazarse un carro que presentan al menos un dispositivo de agarre desplazable en dirección perpendicular (dirección Z) que permite realizar como mínimo una operación adicional de manipulación como, por ejemplo, el desplazamiento en dirección Y o la rotación, y donde sobre los pórticos manipuladores se encuentran carros desplazables acoplados a un dispositivo de agarre para la recepción o entrega de piezas y para el movimiento de piezas en la dirección Z.

De este modo, el objetivo de la invención se consigue plenamente.

Mediante la combinación de pórticos logísticos que acoplan entre sí estaciones de trabajo subsiguientes en las que se realizan diferentes operaciones de trabajo, en combinación con pórticos manipuladores que se extienden en una dirección transversal a los pórticos logísticos y una pluralidad de estaciones de trabajo se posibilita, en combinación con las bandejas de entrega asignadas a pórticos manipuladores para la recepción de piezas, una gran variabilidad y una estructura reticulada. Esto permite un flujo de piezas, tanto de una primera estación de trabajo a una segunda estación de trabajo subordinada en la que se realiza otra operación de trabajo, como también una distribución rápida de piezas entre estaciones de trabajo contiguas, que pueden realizar la misma operación de trabajo. Mediante el uso adicional de bandejas de entrega asignadas en cada caso a un pórtico manipulador, se proporciona al mismo tiempo una capacidad de pulmón de almacenamiento suficiente para la compensación de fluctuaciones condicionadas por razones de servicio o fallos, donde por el acoplamiento de estaciones de trabajo consecutivas para diferentes operaciones de trabajo, por un lado, y el acoplamiento de estaciones de trabajo que pueden realizar la misma operación de trabajo en paralelo a estaciones de trabajo contiguas, por otro lado, se garantiza una flexibilidad extraordinariamente grande del sistema global y, de este modo, la seguridad contra averías del sistema global se eleva ostensiblemente.

Contrariamente a lo que ocurre en el sistema acoplado entre sí mediante cintas, el acoplamiento del sistema global permite a través de pórticos, tanto en el sentido del flujo de piezas principal como en el sentido transversal al mismo, un intercambio rápido de piezas entre diferentes estaciones de trabajo, de manera que ante un fallo de distintas estaciones de trabajo las operaciones de trabajo respectivas pueden ser tomadas a su cargo por otras estaciones de trabajo, sin que por ello el grado de efectividad del sistema global se vea influenciado de forma notoria. De este modo, las capacidades paralelas, tanto en dirección del flujo de piezas como también en dirección transversal al mismo, pueden estar disponibles y utilizadas de manera efectiva. También se evitan las llamadas pérdidas por automatización que se presentan en sistemas convencionales cuando se acoplan diferentes estaciones de trabajo mediante dispositivos distintos. Debido a que los pórticos logísticos no necesitan más que estar dotados de carros configurados para el movimiento de piezas en dirección Z y posibilitan la operación de agarre para la recepción o entrega de piezas, los costes totales del sistema global se reducen ostensiblemente. Operaciones de manipulación adicionales necesarias pueden ser ejecutadas por los pórticos manipuladores en combinación con las bandejas de entrega, debido a que en los pórticos manipuladores pueden estar dispuestos carros con dispositivos de manipulación de configuración más complicada. Los carros en los pórticos manipuladores permiten al menos un procedimiento en dirección perpendicular y una operación de manipulación adicional como, por ejemplo, un desplazamiento en dirección Y o una rotación sobre uno o múltiples ejes, así como una operación de agarre. De este modo, los pórticos manipuladores pueden realizar funciones de manipulación más complejas, mientras que el simple transporte de piezas para la carga y descarga de diferentes estaciones de trabajo y para la acumulación de piezas en las bandejas de entrega puede ser realizado de manera más económica por pórticos logísticos constructivamente más sencillos.

Un perfeccionamiento ventajoso de la invención es una pluralidad de pórticos manipuladores y pórticos logísticos, que cada uno se cruzan entre ellos en puntos de intersección, teniendo cada punto de intersección asignado una bandeja de almacenamiento.

Mediante esta medida, se implanta una redundancia adicional en el sistema de fabricación, para que con ello se obtenga un sistema global encadenado, tanto en el sentido del flujo principal de piezas, como en el sentido transversal al mismo, conformado como estructura reticulada que en nodos de red posee bandejas de entrega y garantiza de este modo una flexibilidad extrema.

Un sistema de este tipo destaca con una estructura especialmente sencilla con una flexibilidad simultánea elevada y un aprovechamiento extremadamente favorable de la superficie ocupada por el sistema de fabricación.

En otra configuración ventajosa de la invención, en las bandejas de entrega se encuentran dispuestos dispositivos adicionales como, por ejemplo, dispositivos de limpieza, dispositivos de posicionamiento, dispositivos de soplado, dispositivos de lavado, dispositivos de marcación o similares, con los que actúan en conjunto los dispositivos de agarre en los carros de los pórticos manipuladores para la realización de operaciones de manipulación.

De esta manera, las celdas de manipulación adicionales en las que se realizan operaciones de manipulación de este tipo son innecesarios. Los dispositivos de transporte adicionales dentro de dispositivos de manipulación de este tipo, convencionalmente necesarios, pasan a ser superfluos, debido a que de estas funciones de transporte pueden encargarse los dispositivos de agarre dispuestos en los carros de los pórticos manipuladores. Los dispositivos de agarre dispuestos en los carros desplazables de los pórticos manipuladores pueden, interactuar al mismo tiempo con los dispositivos adicionales, de tal manera que en los dispositivos de manipulación habituales los medios de transporte necesarios adicionales son superfluos en su mayor parte.

En un perfeccionamiento ventajoso de la invención, se encuentran dispuestos en los pórticos logísticos carros desplazables y dispositivos de agarre únicamente para el desplazamiento de piezas a lo largo de los pórticos logísticos y para el movimiento de piezas en sentido perpendicular, así como para la entrega de piezas.

De este modo, los pórticos logísticos están diseñados solamente para el transporte de piezas entre estaciones de trabajo y para el desplazamiento en dirección vertical, así como para la admisión y despacho de piezas con lo que, por una parte, pueden reducirse ostensiblemente los costes y, por otra parte, pueden utilizarse sistemas de accionamiento especialmente adecuados que permiten una velocidad de traslado y de disponibilidad especialmente elevadas.

Según un perfeccionamiento de esta realización, se encuentra dispuesta en un pórtico logísticos como mínimo una pluralidad de carros desplazables en forma controlada, de los que como mínimo dos carros contiguos están acoplados mediante un travesaño con un acoplamiento articulado en el que se encuentra montado un dispositivo de agarre.

Mediante esta medida se posibilita de un modo especialmente económico un transporte de piezas especialmente rápido, tanto en sentido horizontal como en sentido vertical.

Un desplazamiento especialmente rápido con una reducción simultánea de las masas, se consigue cuando los carros se encuentran conformados como correderas de un accionamiento directo cuyo peine inductor se encuentra dispuesto en el pórtico logístico.

Con esto, el pórtico logístico tiene que presentar únicamente un soporte horizontal en el que se encuentra montado el peine inductor que simultáneamente está conformado como guía sobre la que se conducen los carros.

De este modo resulta una velocidad de transporte de las piezas extremadamente elevada, simultáneamente con una estructura simplificada.

Adicionalmente, los pórticos logístico de este tipo pueden estar dotados, preferentemente, de una bandeja colectora para líquidos para, evitar de este modo, durante el transporte entre las estaciones de trabajo y bandejas de recepción individuales la contaminación con lubricantes refrigerantes. En este proceso, los pórticos logísticos son preferentemente sostenidos desde abajo sobre travesaño verticales o colgados desde arriba de un techo adecuado, de manera que el transporte de piezas a lo largo de los pórticos logísticos prácticamente no afecta el espacio restante dentro del sistema de fabricación y las estaciones de trabajo respectivas pueden ser cargadas y descargadas desde arriba.

Debido a la construcción especial de los pórticos logísticos utilizados, la altura estructural necesaria es reducida considerablemente, porque las guías adicionales en sentido perpendicular son totalmente superfluas.

Según otra variante de la invención, los pórticos logísticos están divididos en una pluralidad de sectores individuales que terminan en cada caso en las bandejas de recepción, estando en cada caso dispuesto dentro de las bandejas de recepción un dispositivo de transporte para el transporte de piezas entre los sectores extremos respectivos de un pórtico logístico.

Esta realización tiene la ventaja de que las acciones de transporte entre los pórticos manipuladores y los pórticos logísticos se encuentran desacoplados entre sí, de manera que no son necesarias medidas especiales para evitar colisiones. En este proceso, mediante los dispositivos de transporte dentro de las bandejas de recepción queda asegurado el transporte sin impedimento de piezas a lo largo de los pórticos logísticos. Además, existe la posibilidad de conducir los pórticos logísticos y los pórticos manipuladores aproximadamente a la misma altura de trabajo, de manera que se evitan en los pórticos logísticos y en los pórticos manipuladores alturas innecesariamente elevadas.

En un perfeccionamiento ventajoso de esta realización, entre los sectores extremos respectivos de un pórtico logístico dentro de la bandeja receptora se encuentra dispuesta una corredera para el transporte de piezas.

De esta manera, mediante medios especialmente sencillos se garantiza el transporte entre los sectores extremos.

Preferentemente presenta el portal logístico una guía horizontal alojada en un refuerzo vertical y sobre el que pueden desplazarse de modo controlado una pluralidad de carros, estando como mínimo dos carros contiguos acoplados a través de travesaño con un acoplamiento articulado en el que se encuentra montado un dispositivo de agarre para el manipulación de una pieza.

También por la utilización de un pórtico de este tipo que permite el desplazamiento extraordinariamente rápido de piezas, tanto en el sentido de la extensión del pórtico, como en el sentido vertical, permite que el sistema de fabricación global se pueda configurar de manera considerablemente más económica y de tamaño más reducido, simultáneamente con una mejor velocidad de paso de piezas a través del sistema global.

Como ya se ha mencionado anteriormente, en este proceso los carros están configurados preferentemente como correderas de un accionamiento directo cuyo peine inductivo está dispuesto en el pórtico, pudiendo el peine inductivo estar configurado simultáneamente como guía de los carros y tener dispuesto adicionalmente una bandeja colectora debajo del pórtico.

Se entiende que las características de la invención ya mencionadas y las aún a explicar pueden utilizarse no sólo en la combinación indicada en cada caso, sino también en otras combinaciones o en forma individual, sin abandonar el marco de la invención.

Otras características y ventajas de la invención resultan de la explicación siguiente de ejemplos de realización preferentes con referencia al dibujo en el que muestran:

la figura 1, un detalle de un sistema de fabricación automatizada, según la invención, en una representación esquemática muy simplificada;

la figura 2, una representación ampliada de una bandeja receptora, según la figura 1, en representación esquemática, indicándose solamente una pluralidad de lugares de recepción para piezas individuales;

la figura 3, una vista longitudinal de una bandeja receptora, que puede estar conformada como celda cerrada y se extiende a través de un pórtico manipulador, bosquejándose, además, un pórtico logístico transversal al mismo;

la figura 4, una vista longitudinal de un pórtico logístico, en representación esquemática;

la figura 5, una vista ampliada de la superficie frontal de un pórtico logístico en la zona del soporte horizontal con una bandeja correspondiente, en representación muy simplificada; y

la figura 6, un detalle de una modificación del sistema de fabricación, según la figura 1.

En la figura 1, se muestra de manera muy esquemática un sistema de fabricación automatizada, según la invención, indicado en su totalidad con la cifra 10.

El sistema de fabricación 10 comprende seis estaciones de trabajo S_{11}, S_{12}, S_{13}, S_{14}, S_{15}, S_{16} que realizan una primera operación de trabajo, seis estaciones de trabajo S_{21}, S_{22}, S_{23}, S_{24}, S_{25}, S_{26} que realizan una segunda operación de trabajo subsiguiente, así como nueve estaciones de trabajo S_{31}, S_{32}, S_{33}, S_{34}, S_{35}, S_{36}, S_{37}, S_{38}, S_{39} que realizan a continuación una tercera operación de trabajo subsiguiente.

Un primer pórtico 32 que se extiende en el sentido del flujo principal de piezas (dirección Y), en adelante designado como pórtico logístico, conecta una primera bandeja receptora 12, en la que pueden almacenarse una pluralidad de piezas, con tres estaciones de trabajo S_{11}, S_{12}, S_{13} subsiguientes que realizan una primera operación de trabajo, una bandeja receptora 16 con tres estaciones de trabajo S_{21}, S_{22}, S_{23} subsiguientes que realizan la segunda operación de trabajo, una bandeja receptora 20 con tres estaciones de trabajo S_{31}, S_{32}, S_{33} subsiguientes que realizan una tercera operación de trabajo, y con una bandeja receptora 24 subsiguiente.

Otro pórtico logístico 34 extendido paralelo al pórtico logístico 32, conecta otra bandeja receptora 14 con tres estaciones de trabajo S_{14}, S_{15}, S_{16} que realizan la primera operación de trabajo, otra bandeja receptora 18 con tres estaciones de trabajo S_{24}, S_{25}, S_{26} que realizan la segunda operación de trabajo, otra bandeja de trabajo 22 con otras tres estaciones de trabajo S_{34}, S_{35}, S_{36} que realizan la tercera operación de trabajo, y con otra bandeja receptora 26.

Un tercer pórtico logístico 36 extendiéndose paralelo al segundo pórtico logístico 34 conecta otra bandeja receptora 28 con tres estaciones de trabajo S_{37}, S_{38}, S_{39,} que realizan la tercera operación de trabajo, y con otra bandeja receptora 30.

Las dos bandejas de recepción 12, 14, acopladas cada una a través de los pórticos logísticos 32, 34 con tres estaciones de trabajo S_{11}, S_{12}, S_{13} ó bien S_{14}, S_{15}, S_{16} para la primera operación de trabajo, se encuentran conectadas entre sí mediante un segundo pórtico 40 que se extiende transversal a los pórticos logísticos 32, 34 en dirección X y en adelante es denominado pórtico manipulador.

De manera correspondiente, las bandejas de recepción 16, 18 ó bien 20, 22 y 24, 26 subsiguientes se encuentran en cada caso conectados entre sí a través de otro pórtico manipulador 42 ó 44 ó 46. El pórtico manipulador, que une la bandeja receptora 20 y la bandeja receptora 22 continúa extendiéndose hasta la bandeja receptora 28, de manera que se producen tres puntos de intersección 21, 23, 25 del pórtico manipulador 44 con los pórticos logístico 32, 34, 36 en cada uno de los que se encuentra dispuesta una bandeja receptora 20, 22, 28.

Del mismo modo, las bandejas de recepción 24, 26 y 30, se encuentran conectados a través de otro pórtico manipulador 46, de manera que se originan tres puntos de intersección 27, 29, 33 en cada uno de los que se encuentra dispuesta una bandeja receptora 24, 26, 30.

Para la carga de las bandejas de recepción 12, 14 o estaciones de trabajo S_{11} a S_{16} para la primera operación de trabajo puede haber dispuesto, por ejemplo, otro pórtico logístico 38, como se ha indicado en la figura 1.

Del mismo modo, para el siguiente transporte de piezas de la bandeja receptora 34, 26, 30 o estaciones de trabajo S_{31} a S_{39} para una tercera operación de trabajo a una estación subsiguiente del sistema de fabricación puede estar dispuesto otro pórtico logístico 39 que, por ejemplo, se encuentra acoplado a la bandeja receptora 26 y forma con el pórtico manipulador 46 otro punto de intersección 31.

Del modo correspondiente, el pórtico logístico 38 puede estar acoplado a la primera bandeja receptora 12, de manera que en la bandeja receptora 12 se produce otro punto de intersección 11 con el pórtico manipulador 40.

Se entiende que la carga de las bandejas de recepción 12 ó 14 en la entrada del sistema de fabricación y la descarga en la salida del sistema de fabricación de las bandejas de recepción 24, 26, 30 también puede producirse de otro modo.

Las estaciones de trabajo S_{11} a S_{16} para la primera operación de trabajo se encuentran acopladas entre sí en forma redundante, tanto en dirección Y como también en dirección X, mediante los dos pórticos logísticos 32, 34 y las bandejas de recepción 12, 14, 16, 18 dispuestas cada una en los puntos de intersección 13, 15, 17, 19 mediante los pórticos manipuladores 40, 42.

Del mismo modo, las estaciones de trabajo S_{21} a S_{28} para la segunda operación de trabajo se encuentran acopladas entre sí en forma redundante, tanto en dirección Y como también en dirección X, mediante los dos pórticos logísticos 32, 34 y las bandejas de recepción 16, 18, 20, 22 dispuestas cada una en puntos de intersección 17, 19, 21, 23 mediante los pórticos manipuladores 42, 44.

Finalmente, también las estaciones de trabajo S_{31} a S_{39} para la tercera operación de trabajo se encuentran acopladas entre sí en forma redundante tanto en dirección Y como también en dirección X mediante los pórticos logísticos 32, 34, 36 y las bandejas de recepción 20, 22, 28, 24, 26, 30 dispuestas cada una en sus puntos de intersección 21, 23, 25, 27, 29, 33 mediante los pórticos manipuladores 44, 46.

En total se origina de esta manera un sistema de tipo reticulado con el que se garantiza que las demoras producidas por fallo de estaciones de trabajo individuales o por atascos en pórticos individuales son sorteadas en cada caso mediante otro trayecto. De esta manera, el sistema de fabricación 10 permite la máxima flexibilidad, simultáneamente con un reducido requerimiento de espacio y elevadas velocidades de paso.

En principio, sería posible naturalmente dotar las bandejas de recepción 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30 de sistemas de transporte o sistemas de manipulación propios.

Sin embargo, para mantener lo más sencillas posibles la estructura y el modo de funcionamiento del sistema de fabricación 10, es preferente que puedan realizarse con la ayuda de los pórticos manipuladores 40, 42, 44, 46 las operaciones de manipulación necesarias, por ejemplo, posicionamiento, alineación, giro sobre un primer eje o sobre un segundo eje, desplazamiento dentro de la bandeja receptora en dirección X o dirección Y.

Como se explica, por ejemplo, en base a la figura 2, pueden encontrarse, por ejemplo, aproximadamente debajo de un pórtico logístico 34 tres lugares de depósito 48 que pueden ser accedidas por un carro desplazable sobre el pórtico logístico 34. Al contrario, otras lugares de depósito 48 se muestran, por ejemplo, debajo de un pórtico manipulador 40 o en forma lateral al mismo, que pueden ser accedidas por un carro desplazable sobre el mismo, donde se asegura mediante otra posibilidad de desplazamiento en dirección Y que todas los lugares de depósito 48 dentro de la bandeja receptora 14 pueden ser accedidas por el pórtico manipulador 40.

Esto se explica a continuación con mayor detalle basándose en la figura 3 en la que se muestra la bandeja receptora 14.

La bandeja receptora 14 preferentemente está protegida hacia el exterior contra un contacto accidental mediante un cercado de protección periférico dotado únicamente de aberturas en las superficies frontales correspondientes para el paso del carro 54 que se desplaza, como se indica con la flecha 59, sobre el pórtico manipulador 40 a lo largo de una guía 52. Al contrario, el pórtico logístico 34 puede extenderse aproximadamente encima de la bandeja receptora 14 y, solamente en caso de necesidad, tomar las piezas 50 de la bandeja receptora 14 o bien depositarlas en la
misma.

En el carro 54, desplazable en dirección de la flecha doble 59 sobre una guía 52 del pórtico manipulador 40, se encuentra dispuesta en dirección vertical una guía 56 en la que se encuentra fijada en forma desplazable en dirección perpendicular un dispositivo de agarre 70, o bien está dispuesto un brazo pivotante (no mostrado) que puede pivotar de modo controlable sobre un eje de giro transversal a la dirección de extensión 59 del pórtico manipulador 40 (en dirección Y). En el caso mostrado, el dispositivo de agarre 70 es giratorio adicionalmente sobre un eje vertical (Eje Z)(véase la flecha doble 62), giratorio sobre otro eje de giro perpendicular respecto del mismo, como mostrado mediante la flecha 61, y finalmente, además, desplazable en una dirección perpendicular a la dirección de extensión 59 (es decir, en dirección Y) como se indica con la flecha doble 60. En suma, de este modo el dispositivo de agarre 70 puede desplazarse de forma controlada sobre tres ejes lineales (X, Y, Z) y ser girado adicionalmente sobre dos ejes de giro perpendiculares entre sí. Por lo tanto, mediante el dispositivo de agarre 70 pueden tomarse y depositarse piezas 50 en cualquier lugar dentro de la bandeja receptora 14 y, adicionalmente, además, pueden pivotarse sobre dos
ejes.

Por ejemplo, se indican en la figura 3 con las cifras 64, 66, 68 tres dispositivos adicionales, pudiendo tratarse, por ejemplo, de un dispositivo de lavado, un dispositivo de soplado y un dispositivo de marcación. Estos dispositivos adicionales 64, 66, 68 pueden igualmente accederse con el dispositivo de agarre 70, no siendo necesario ningún dispositivo de desplazamiento adicional dentro del dispositivo adicional 64, 66, 68 respectivo.

Al contrario, los pórticos logísticos extendidos en dirección Y permiten solamente un desplazamiento de piezas 50 a lo largo de los pórticos logísticos en dirección Y, así como un movimiento de piezas en sentido vertical (dirección Z) y una toma o depósito con ayuda de un dispositivo de agarre 72.

Como puede verse en detalle en la figura 4, en este proceso se encuentran dos carros 78, 78' ó 78'', 78''' contiguos, acoplados en cada caso a través de un acoplamiento articulado 80, 80'ó 80'' ó 80''' y dos travesaño 82, 82' ó 82'', 82''' a prueba de torsiones con otro acoplamiento articulado 84 ó 84'', en el que está montado el dispositivo de agarre 72, ó 72''.

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Mediante un desplazamiento controlado de los carros 78, 78' ó 78'', 78''' sobre la guía horizontal 76 del pórtico logístico 34 pueden, de este modo, desplazarse piezas 50 en sentido de la extensión del pórtico logístico (dirección Y) y, al mismo tiempo, levantarse o bajarse en sentido vertical (dirección Z) cuando se modifica la distancia entre los carros contiguos.

El pórtico logístico 34 correspondiente presenta de este modo solamente un travesaño horizontal 74 montado sobre un arriostramiento vertical de cualquier tipo, como a manera de ejemplo se muestra mediante las travesaño 86 y 88, y sobre el que pueden desplazarse una pluralidad de parejas de carros unidas entre sí por medio de un acoplamiento articulado.

Se garantiza una estructura especialmente sencilla con una posibilidad simultánea de desplazamiento exterior sumamente rápido y reducidas masas desplazadas porque los carros 78, 78', 78'', 78''' están diseñados como correderas de un accionamiento directo, cuyo impulsor inductor 76 se encuentra montado en el travesaño horizontal 74, donde el impulsor inductor está al mismo tiempo conformado como guía horizontal (véase la figura 5).

Estos pórticos logísticos pueden extenderse a una altura suficiente encima de las estaciones de trabajo S_{11} a S_{39} como para permitir a las estaciones de trabajo una carga y una descarga de piezas desde arriba.

A lo largo de los sectores a través de los que únicamente se produce un transporte de piezas en la dirección de extensión de los pórticos logísticos, los pórticos logísticos preferentemente están dotados de una bandeja colectora 90 para recoger los lubricantes refrigeradores que gotean de las piezas.

En la figura 6 se muestra una variación del sistema de fabricación según la figura 1, designada en su totalidad con la cifra 10'. La figura 6 muestra solamente un detalle pequeño del sistema de fabricación con cuatro estaciones de trabajo S_{12}, S_{16}, S_{21} y S_{24}. Las dos estaciones de trabajo S_{12} y S_{16} pueden estar configuradas para la primera operación de trabajo como, por ejemplo, en el sistema de fabricación según la figura 1, mientras las dos estaciones de trabajo S_{21} y S_{24} pueden estar configuradas para una operación de trabajo siguiente.

Las dos estaciones de trabajo S_{12} y S_{21} son abastecidas de piezas mediante un pórtico logístico 32'. Las dos estaciones de trabajo S_{16} y S_{24} son abastecidas de piezas por un pórtico logístico 34'.

A diferencia de la representación según la figura 1, los pórticos logísticos no se encuentran realizados de forma continua, sino están divididos en una pluralidad de sectores individuales que terminan cada una en bandejas de recepción. De esta manera, el pórtico logístico 32' presenta un sector parcial 32a que termina con un extremo 32c en una bandeja receptora 16' y un sector parcial 32b que termina con un extremo 32d en la bandeja receptora 16', opuesta al otro extremo 32c.

De modo correspondiente, el pórtico logístico 34' presenta un sector individual 34a que termina con un extremo 34c en una bandeja receptora 18' y otro sector individual 34b que termina con un extremo 34d en la bandeja receptora 18', opuesta al otro extremo 34c.

Se entiende que los pórticos logísticos 32', 34' pueden terminar con otros extremos, cada uno de manera correspondiente, en bandejas de recepción y pueden estar divididos en otros sectores individuales, según el tamaño del sistema global.

Las dos bandejas de recepción 16', 18' se encuentran conectadas mediante el pórtico manipulador 42, como en la realización según la figura 1.

Para el transporte de piezas entre los extremos 32c, 32d respectivos del pórtico logístico 32' ó bien 34c, 34d del pórtico logístico 34' se encuentra en cada caso dispuesta una corredera 92 ó 94.

La corredera 92 dentro de la bandeja receptora 16' se encuentra, según la figura 6, en su posición izquierda apropiada para la toma de una pieza desde un dispositivo de agarre sujetado a un carro dispuesto en el extremo 32c, y para la toma de otra pieza debajo del pórtico manipulador 42. El carro 92 puede desplazarse en la dirección de la flecha 93 hacia la derecha a la posición señalada con línea de trazos, de manera que después, en primer lugar, una pieza recibida en el extremo izquierdo de la corredera se encuentra debajo del pórtico manipulador 42 y una pieza que antes se encontraba en el lado derecho del carro 92 ahora puede ser tomada por un dispositivo de agarre sobre el extremo 32d para alimentar en este proceso, por ejemplo, la estación de trabajo S_{21}. A continuación, el carro 92 puede ser regresado nuevamente a su posición inicial.

De manera correspondiente, el carro 94 dentro de la bandeja receptora 18' puede desplazarse de su posición en el lado derecho, dibujado con línea continua, en dirección de la flecha 95 a la posición en el lado izquierdo, dibujada con línea de trazos, y a continuación regresada nuevamente, pudiendo preferentemente moverse otra vez dos piezas al mismo tiempo.

Todas las demás operaciones de manipulación con las piezas son ejecutadas por carros desplazables sobre el pórtico manipulador 42 o por dispositivos de agarre montados a los mismos. A ello pertenecen, por ejemplo, un pivotado de piezas, una limpieza de las piezas, una marcación de las piezas y una entrega o toma de piezas en lugares de almacenamiento 48, indicados en forma sólo esquemática en la figura 6. Con ello, de manera preferente se encuentra dispuesto en el carro respectivo del pórtico manipulador 42 un brazo pivotante sobre el que, de una forma igualmente pivotante y/o desplazable, se encuentra montado de modo adecuado un dispositivo de agarre respectivo. Debido a la utilización de brazos pivotantes que pueden pivotarse de manera controlable, la altura de construcción se reduce en sentido vertical porque puede prescindirse de un eje Z y porque los movimientos verticales y también los movimientos entre lugares de almacenamiento 48 opuestos pueden realizarse por un brazo pivotante compuesto como mínimo de dos basculadores acoplados entre sí.

Se entiende que la cantidad de carros desplazables sobre los pórticos logísticos y sobre los pórticos manipuladores pueden determinarse de manera adecuada en función de las exigencias respectivas del sistema de fabricación.

Se entiende, además, que las representaciones en las figuras del dibujo son meramente esquemáticas y no necesariamente a escala.

Claims (14)

1. Sistema de fabricación automatizada para la realización de operaciones de trabajo en piezas (50), con como mínimo una primera estación de trabajo (S_{11}, S_{12}, S_{13}, S_{14}, S_{15}, S_{16}) para la realización de una primera operación de trabajo, con como mínimo una segunda estación de trabajo (S_{21}, S_{22}, S_{23}, S_{24}, S_{25}, S_{26}) para la realización de una segunda operación de trabajo con como mínimo un primer pórtico (32, 34, 36, 38, 39, 32', 34') (pórtico logístico) que se extiende en una primera dirección (dirección Y) y acopla entre sí como mínimo una primera (S_{11} - S_{16}) y una segunda estación de trabajo, con como mínimo un segundo pórtico (40, 42, 44, 46) (pórtico manipulador) que se extiende transversal a la primera dirección en una segunda dirección (dirección X) y acopla entre sí una pluralidad de primeras (S_{11} - S_{16}) o segundas (S_{21} - S_{16}) estaciones de trabajo, estando asignado como mínimo a cada pórtico manipulador (40, 42, 44, 46) una bandeja receptora (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 16', 18') para la recepción de piezas (50), habiendo sobre los pórticos manipuladores carros (54) desplazables que presentan al menos en dirección vertical (dirección Z) un dispositivo de agarre (70) desplazable que permite al menos una operación de manipulación adicional como, por ejemplo, desplazamiento en dirección Y o retorcimiento y donde sobre los pórticos logísticos (32, 34, 36, 38, 39, 32', 34') se encuentran dispuestos carros (78, 78', 78'', 78''') desplazables conformados con un dispositivo de agarre (72, 72'') para la recepción o almacenamiento de piezas (50), para el movimiento de piezas en dirección Z.

2. Sistema de fabricación, según la reivindicación 1, con una pluralidad de pórticos manipuladores (40, 42, 44, 46) y pórticos logísticos (32, 34, 36, 38, 39, 32', 34') que se cruzan en cada caso en los puntos de intersección (11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33), teniendo cada punto de intersección (11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33) asignada una bandeja receptora (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 16', 18').

3. Sistema de fabricación, según la reivindicación 1 ó 2, en el que en las bandejas de recepción (14) se encuentran dispuestos dispositivos adicionales (64, 66, 68), por ejemplo dispositivos de limpieza, dispositivos de posicionamiento, dispositivos de soplado, dispositivos de lavado, dispositivos de marcación, con los que actúan en forma concomitante los dispositivos de agarre (70) en los carros (54) de los pórticos manipuladores (40), para la realización de operaciones de manipulación.

4. Sistema de fabricación, según una de las reivindicaciones precedentes, en el que los carros (78, 78', 78'', 78''') desplazables dispuestos en los pórticos logísticos (32, 34, 36, 38, 39, 32', 34') y dispositivos de agarre ((72, 72'') están configurados solamente para el desplazamiento de piezas a lo largo de los pórticos logísticos (32, 34, 36, 38, 39, 32', 34'), para el movimiento de piezas (50) en sentido vertical y para la entrega de piezas.

5. Sistema de fabricación, según una de las reivindicaciones precedentes, en el que sobre como mínimo un pórtico logístico (32, 34, 36, 38, 39, 32', 34') se encuentra dispuesta una pluralidad de carros (78, 78', 78'', 78''') desplazables de forma controlada de los que como mínimo dos carros (78, 78', 78'', 78''') contiguos acoplados mediante travesaño (82, 82', 82'', 82''') a un acoplamiento articulado (84, 84''), en los que está montado el dispositivo de agarre
(72, 72'').

6. Sistema de fabricación, según la reivindicación 5, en el que los carros (78, 78', 78'', 78''') se encuentran conformados en cada caso como correderas de un accionamiento directo cuyo impulsor inductor está dispuesto en un pórtico logístico (32, 34, 36, 38, 39).

7. Sistema de fabricación, según la reivindicación 5 ó 6, en el que el pórtico logístico (34) presenta un soporte horizontal (74) sobre el que se encuentra montado el impulsor inductor con una guía (76) sobre la que se conducen los carros (78, 78' ó 78'', 78''').

8. Sistema de fabricación, según la reivindicación 5, 6 ó 7, en el que el pórtico logístico (34) está dotado al menos en parte de una bandeja colectora para líquidos (90).

9. Sistema de fabricación, según una de las reivindicaciones 2 a 8, en el que los pórticos logísticos (32', 34') se encuentran divididos en una pluralidad de sectores individuales (32a, 32b, 34a, 34b) que terminan cada una en las bandejas de recepción (16', 18'), estando en cada caso dispuesto dentro de las bandejas de recepción (16', 18') un dispositivo de transporte (92, 94) para el transporte de piezas (50) entre los extremos (32c, d, 34c, d) respectivos de los sectores individuales (32a, b, 34a, b) de un pórtico logístico (32', 34').

10. Sistema de fabricación, según la reivindicación 9, en el que se encuentra dispuesta una corredera (92, 94) para el transporte de piezas (50) entre los extremos individuales (32c, d, 34c, d) respectivos, dentro de las bandejas de recepción (16', 18').

11. Pórtico para el movimiento de piezas (50) en sentido horizontal y en sentido vertical, con una guía horizontal (76) montada en un arriostramiento vertical (86, 88) y sobre la que pueden desplazarse en forma controlada una pluralidad de carros (78, 78', 78'', 78'''), estando acoplados como mínimo dos carros contiguos (78, 78', 78'', 78''') mediante travesaño (82, 82' ó 82'', 82''') con un acoplamiento articulado (84, 84''), en la que se encuentra montado un dispositivo de agarre (72, 72'') para la manipulación de una pieza (50).

12. Pórtico, según la reivindicación 11, donde los carros (78, 78' ó 78'', 78''') están configurados como correderas de un accionamiento directo cuyo impulsor inductor se encuentra dispuesto en el pórtico (34).

13. Pórtico, según la reivindicación 11 ó 12, compuesto de un soporte horizontal (74) en el que el impulsor inductor se encuentra montado con una guía (76), sobre el que se conducen los carros (78, 78' ó 78'', 78''').

14. Pórtico, según la reivindicación 11, 12 ó 13, que como mínimo está dotado en forma parcial de una bandeja colectora (90).