ES2263269T3 - Aparato robotico y procedimiento para montar un neumatico en una llanta. - Google Patents
Aparato robotico y procedimiento para montar un neumatico en una llanta.Info
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Abstract
Un aparato de montaje de neumáticos para montar un neumático flexible (12) sobre una llanta (14), que comprende una herramienta (38) de montaje de talones que tiene una porción (56) para enganche de la llanta y una porción (60) para enganche del neumático para forzar el talón (26, 28) del neumático (12) por encima de la llanta (14), caracterizado por un robot (10) con movimiento programable controlado, teniendo el robot (10) un brazo con un muñón (42) en un extremo, siendo dicha herramienta (38) de montaje de talones conectable al muñón (42), en el cual dicho forzamiento del talón (26, 28) del neumático (12) por encima de la llanta (14) se efectúa en respuesta al desplazamiento programable controlado del robot (10) con respecto a la llanta (14) y al neumático (12).
Description
Aparato robótico y procedimiento para montar un
neumático en una llanta.
La presente invención está relacionada con un
aparato de montar neumáticos para ensamblar un neumático con una
llanta de manera automatizada mediante un movimiento programable
capaz de adaptarse a diferentes tamaños de neumáticos y llantas en
la misma línea de producción, y con un procedimiento para montar un
neumático sobre una llanta.
Se han propuesto dispositivos y procedimientos
anteriores para montar neumáticos de vehículos sobre llantas cuando
se utilizan medios automáticos para dilatar el talón del neumático y
forzar el neumático sobre la llanta para efectuar la operación de
ensamblaje. En el estado de los dispositivos conocidos, la llanta se
monta sobre un transportador, y se apoya un neumático sobre la
llanta con una relación ensamblada preliminar. A continuación la
llanta y el neumático son desplazados hasta el aparato de montaje.
El aparato de montaje dilata el talón del neumático y fuerza el
neumático sobre la llanta de la rueda para colocar el neumático
entre las pestañas de la rueda de manera que el neumático quede
listo para el inflado. En el caso de un neumático con cámara, se
requiere una etapa adicional para colocar y situar la cámara dentro
de la carcasa del neumático.
La configuración del neumático sin cámara ha
sido convencional en la técnica durante un largo período de tiempo,
aunque en los últimos años el diámetro de las llantas, el ancho de
los neumáticos y la altura de los neumáticos han sufrido enormes
variaciones y distintas combinaciones al tratar de diseñar un
neumático para vehículos que sea adecuado para un modelo particular
de vehículo que tenga las deseables características de manejabilidad
y prestaciones que busca el cliente. A la vista de la amplia
variedad de configuraciones de neumáticos y llantas para vehículos,
resultaba difícil proporcionar un dispositivo de montaje automático
que fuera capaz de adaptarse a diversos tamaños de llanta y tamaños
de rueda, con diferentes combinaciones, sin las paradas indebidas
para reconfigurar el cabezal de montaje de neumáticos al tamaño
específico de llanta y neumático que hubiera que ensamblar. Por lo
tanto, el objetivo de la invención es proporcionar un aparato y
procedimiento de montaje de neumáticos capaz de funcionar eficiente,
rápida y económicamente cuando se enfrente a una variedad de tamaños
de llantas y tamaños de neumáticos en la misma línea de producción
de montaje de neumáticos.
El documento
US-A-3 877 505 describe un mecanismo
separador del talón superior, para una máquina automática de
cambiar neumáticos, que está adaptado para separar el talón superior
de un neumático con respecto a una pestaña superior de una rueda
cuando la rueda está colocada sobre el tablero de la máquina. El
mecanismo comprende una cuchilla adaptada para desplazarse hacia
abajo a lo largo de un recorrido programado y controlado que incluye
un primer segmento descendente con relación al plano del tablero,
que sitúa el labio de la cuchilla por debajo del borde de la pestaña
de la rueda, desde una posición operativa inicial en la cual dicha
cuchilla descansa sobre la pared lateral del neumático, un segundo
segmento radialmente hacia dentro con relación a dicha rueda que
sitúa el labio de la cuchilla sobre el talón del neumático, y un
tercer segmento descendente con respecto al plano de dicho tablero
que separa el talón del neumático de la pestaña de la rueda.
El citado objetivo de la invención se alcanza
mediante un aparato que comprende las características de la
reivindicación 1 y un procedimiento que comprende las
características de la reivindicación 24, respectivamente. Las
realizaciones preferidas están definidas en las respectivas
subreivindicaciones.
La presente invención proporciona un aparato y
procedimiento para montar neumáticos que es continuo y automático,
eficiente, rápido y de funcionamiento económico. El aparato incluye
un robot que preferiblemente tiene al menos una junta articulada y
un muñón. El robot puede moverse con al menos tres grados de
libertad a lo largo de al menos un recorrido seleccionable entre una
pluralidad de recorridos programables predeterminados. El recorrido
predeterminado puede incluir variar una o más de las tres posiciones
dimensionales del recorrido, así como una o más de las tres
orientaciones de la herramienta, durante un solo ciclo o rotación.
Una unidad procesadora central puede ejecutar selectivamente uno
cualquiera de la pluralidad de recorridos programables
predeterminados y almacenables en memoria. Una herramienta de
montaje de talones puede sujetarse al muñón del robot para que se
desplace a lo largo del recorrido seleccionado de entre la
pluralidad de recorridos programables predeterminados del robot La
herramienta puede orientarse con al menos tres grados de libertad
independientemente del recorrido seleccionado entre la pluralidad de
recorridos programables predeterminados. Un soporte de la pieza que
se trabaja puede situar la llanta en una posición predeterminada con
respecto al robot y sitúa el neumático con una orientación
predeterminada con respecto a la llanta. Puede proporcionarse un
medio para enviar al robot al menos una señal, en donde la señal
corresponde a un tamaño de la llanta y del neumático. La unidad
procesadora central puede seleccionar, entre la pluralidad de
recorridos programables predeterminados, uno que corresponda al
tamaño de la llanta y del neumático, indicado por la señal. Esta
configuración permite que la unidad procesadora central o el robot
detecten el tamaño de la llanta y del neumático, o reciban otra
entrada correspondiente al tamaño de la llanta y del neumático para
adaptarse "sobre la marcha" a los diversos tamaños de llanta y
neumático que se produzcan en la línea de producción. El aparato
puede permitir también que el control de la herramienta de montaje
del talón sea infinitamente variable, de manera que pueda cambiarse
la elevación, el ángulo y/o el paso de la herramienta durante su
recorrido alrededor de la periferia exterior de la llanta para una
configuración particular de tamaños de llanta y neumático, y/o pueda
cambiarse el recorrido tridimensional de la herramienta para
adaptarlo al tamaño particular de la llanta y el neumático que se
estén montando. A título de ejemplo y no de limitación, el recorrido
de la herramienta puede programarse para que sea elíptico o
circular, o curvado en tres dimensiones (por ejemplo, eje x, eje y,
y eje z) según se requiera para montar eficazmente una configuración
con un tamaño particular de llanta y de neumático, mientras que la
orientación de la herramienta puede ser programada para que cambie,
durante un solo ciclo, desde el paso de 0º con respecto a un eje
vertical hasta un paso de 45º con respecto al eje vertical,
manteniendo el ángulo de guiñada en un valor sustancialmente
constante con respecto al eje vertical, o cambiar el ángulo de
guiñada con respecto al eje vertical mientras cambia la orientación
rotacional de la herramienta sobre el eje vertical (por ejemplo,
girando 360º), para mantener una presentación sustancialmente
consistente de la cara de la herramienta con respecto a la
llanta.
Preferiblemente, el recorrido de la herramienta
está diseñado y seleccionado para que proporcione la mínima
resistencia para montar una combinación particular de tamaños de
llanta y neumático. También es deseable en la presente invención
monitorizar las funciones de detección de las cargas internas que
aparecen en los accionamientos o brazos robóticos típicos y comparar
la carga detectada con un valor predeterminado. Los sensores de
carga pueden adoptar la forma de sensores de corriente para los
motores que accionan el movimiento de las diversas articulaciones,
y/o medidores de esfuerzos y de tensiones montados en unas
posiciones adecuadas sobre el brazo robótico, o combinaciones de los
mismos. En la configuración preferida, las corrientes utilizadas
para alimentar los motores responsables del movimiento de las
articulaciones del brazo robótico son monitorizadas y comparadas con
unos valores predeterminados para determinar si se experimenta una
carga superior al valor predeterminado mientras la herramienta de
montaje del talón se desplaza por el recorrido programable
seleccionado para montar la combinación de llanta y neumático. En la
presente invención es deseable diagnosticar si existe un problema de
procesamiento. A título de ejemplo y no de limitación, un problema
de procesamiento puede incluir una combinación incompatible de
neumático y llanta (por ejemplo, un neumático demasiado grande para
la llanta, un neumático demasiado pequeño para la llanta, falta de
la llanta, falta del neumático, etc.), o problemas de lubricación,
tales como un mal funcionamiento de la enjabonadora. El problema de
procesamiento puede ser diagnosticado detectando la carga requerida
para desplazar la herramienta a lo largo del recorrido programado
que haya sido seleccionado para la combinación particular de tamaños
de llanta y neumático. También es deseable programar el recorrido de
menor resistencia que aplique menos esfuerzos sobre el neumático
mientras se monta sobre la llanta para producir la rueda ensamblada
lista para ser inflada. Adicionalmente, es deseable en la presente
invención proporcionar un sistema de realimentación en bucle
cerrado, no disponible en los sistemas de montaje de neumáticos
anteriormente conocidos.
Otros objetivos, ventajas y aplicaciones de la
presente invención se harán aparentes a los expertos en la técnica
cuando lean la siguiente descripción del mejor modo contemplado para
poner en práctica la invención, en conjunción con los dibujos
adjuntos.
La presente descripción hace referencia a los
dibujos adjuntos, en los cuales los mismos números de referencia se
refieren a las mismas piezas a todo lo largo de las diversas vistas,
y en los cuales:
la Figura 1 es una vista detallada en sección
transversal de una herramienta para montar talones enganchando una
pared lateral de un neumático para montarlo sobre una llanta según
la presente invención;
la Figura 2 es una vista esquemática
simplificada de un robot para mover la herramienta de montaje de
talones a lo largo de unos recorridos programables seleccionados
para montar el neumático sobre la llanta y una representación
esquemática del medio de control para controlar el robot situado en
la estación de montaje de neumáticos de una línea de ensamblaje de
ruedas;
la Figura 3 es una vista detallada en
perspectiva de la herramienta de montaje de talones;
la Figura 4 es un ordinograma que ilustra las
etapas para establecer los recorridos programables y/o las
orientaciones y/o los límites de carga para la herramienta de
montaje de talones mientras la herramienta se mueve a lo largo del
recorrido para cada combinación de tamaños de neumático y llanta que
deba ensamblarse; y
la Figura 5 es un ordinograma que ilustra el
procedimiento para ensamblar "sobre la marcha" las diversas
combinaciones de tamaños de llanta y neumático que se estén
fabricando en la línea de fabricación.
La presente invención describe un aparto
robótico 10 y un procedimiento para ensamblar un neumático 12 con
una llanta 14 para fabricar una rueda ensamblada lista para ser
inflada. Se provee una estación 16 de montaje de neumáticos en la
que el aparato robótico 10 está colocado en una situación
predeterminada con respecto a una combinación de neumático 12 y
llanta 14 que debe ser ensamblada. La estación 16 de montaje de
neumáticos puede estar formada como un montador "autónomo", o
en combinación con un aparato de "coger y dejar" para el
neumático y la llanta, o como parte de un sistema transportador de
palets designado generalmente por 18, de construcción convencional,
que está accionado con un movimiento intermitente. El montador
"autónomo" puede requerir la colocación manual de la llanta y
el neumático en la estación 16 de montaje de neumáticos. El aparato
de "coger y dejar" puede ser independiente del aparato robótico
10, o puede tener la forma de un útil final de "coger y dejar",
intercambiable, para el aparato robótico 10. A título ilustrativo,
el sistema transportador 18 de palets es de construcción conocida y
convencional y transporta una pluralidad de palets separados que
transportan a su vez una rueda 20 para ensamblar el neumático 12 con
la llanta 14 de la rueda 20.
En algún punto del sistema 18 transportador de
palets, aguas arriba de la estación 16 de montaje de neumáticos o en
la estación 16 de montaje de neumáticos inmediatamente antes de la
activación del aparato robótico 10, se coloca un neumático 12 sin
cámara sobre la llanta 14 de la rueda 20 en una posición inclinada
predeterminada (por ejemplo, mediante colocación manual, o mediante
colocación con un aparato automatizado, tal como con un máquina de
"coger y dejar", o mediante la colocación con un aparato
robótico que tenga un útil final de "coger y dejar"). La
posición inclinada del neumático 12 sobre la llanta 14 puede ser tal
como la representada en las Figuras 1 y 2. El borde de la rueda
puede descansar sobre un asiento 22. La llanta 14 de la rueda 20 se
mantiene en una posición predeterminada no giratoria con respecto al
aparato robótico 10. El neumático 12 de la rueda 20 se mantiene en
una posición no giratoria mediante una pinza 24 que engancha el
neumático. El transportador 18 está accionado con un movimiento a
pasos para hacer avanzar los palets hasta una serie de estaciones de
trabajo, de las cuales se ilustra en las Figuras 1 y 2 la estación
16 de montaje de neumáticos, y para detener los palets en cada
estación de trabajo durante un periodo de tiempo predeterminado
entre los sucesivos pasos de desplazamiento, cuyo periodo de tiempo
se utiliza para efectuar una operación de trabajo sobre el neumático
12 y la llanta 14 de la rueda 20 que reposa sobre el palet.
En algún punto del transportador 18, aguas
arriba de la estación 16 de montaje de neumáticos, el neumático 12
y la llanta 14 son enjabonados como es convencional. La enjabonadora
puede ser de construcción conocida por los expertos en la técnica.
Según es también convencional y conocido en la técnica, se ha
descubierto que es necesario un enjabonado adecuado de los talones
26, 28 del neumático y/o de los asientos 30, 32 de la llanta 14
para proporcionar una lubricación suficiente para el desplazamiento
de los talones 26, 28 sobre la llanta 14 para que encajen en los
asientos 30, 32 de la llanta 14 sin dañar el neumático 12. En los
sistemas mecánicos de montaje de neumáticos usados en el pasado, era
difícil, si no imposible, determinar si se había producido un fallo
previo del mecanismo enjabonador antes de que se destruyeran o
dañaran uno o más neumáticos enganchados por el mecanismo de montaje
de neumáticos. Excepto mediante costosos sistemas de visión o por
inspección manual, también era difícil determinar si se disponía de
la correcta combinación de tamaños de neumático y llanta para el
procedimiento de montaje.
En la configuración preferida de la presente
invención, se provee un medio de control 34 para recibir señales de
entrada y procesar la información de acuerdo con un programa
almacenado en memoria. El medio de control 34 puede incluir un
microprocesador o una unidad procesadora central para ejecutar las
instrucciones de los programas almacenados en memoria. El medio de
control 34 puede recibir desde un dispositivo 36 adecuado una
entrada correspondiente al tamaño de un neumático 12 y una llanta 14
situados en la estación 16 de montaje de neumáticos para su
ensamblaje. En base a la señal de entrada del tamaño del neumático y
la llanta, el medio de control 34 selecciona un recorrido
programable determinado y adecuado para que la herramienta 38 de
montaje de talones monte el neumático 12 de tamaño particular y la
correspondiente llanta 14 de tamaño particular que corresponden a la
combinación de tamaños de neumático y llanta indicada por la señal
de entrada. Preferiblemente, el medio de control 34 de la presente
invención puede ser pre-programado con una
pluralidad de recorridos predeterminados programables, para la
herramienta 38 de montaje de talones, correspondientes a diversas
combinaciones de tamaños de neumático y llanta. Esto permite al
aparato robótico de ensamblaje de ruedas según la presente invención
adaptarse "sobre la marcha" a la combinación particular de
tamaños de neumático y llanta situada en la estación de montaje de
neumáticos, aumentándose la productividad al eliminar el tiempo de
parada para reconfigurar el aparato de montaje de neumáticos para
una nueva combinación de tamaños de neumático y llanta.
Adicionalmente, la configuración de la presente
invención permite controlar el aparato robótico de acuerdo con un
recorrido predeterminado programable, seleccionado por el medio de
control 34, que coincida con la combinación de tamaños del
neumático 12 y la llanta 14 colocados actualmente en la estación 16
de montaje de neumáticos, y seleccionando al mismo tiempo una
orientación predeterminada programable de la herramienta 38 de
montaje de talones mientras la herramienta avanza a lo largo del
recorrido particular predeterminado y programable que haya sido
seleccionado. Esto permite la personalización, tanto del recorrido
como de la orientación de la herramienta 38 de montaje de talones,
para obtener un ciclo de montaje del neumático 12 sobre la llanta
14 con una fuerza o carga resistente que sea inferior a un valor
predeterminado de fuerza o carga resistente para la combinación
particular de tamaños de neumático y de llanta con objeto de
mantener los esfuerzos sobre el neumático por debajo del valor
predeterminado. Esta flexibilidad para programar el recorrido, la
orientación y los valores máximos de carga resistente a lo largo del
recorrido de la carrera de la herramienta elimina cualquier daño al
neumático durante el procedimiento de montaje al impedir que la
herramienta 38 siga desplazándose a lo largo del recorrido, y con la
orientación predeterminada, si la resistencia supera un valor
programable predeterminado.
El aparato robótico 10 incluye preferiblemente
al menos una junta articulada 40 y un muñón 42. El aparato robótico
10 es capaz de moverse al menos con tres grados de libertad a lo
largo de un recorrido seleccionable entre una pluralidad de
recorridos predeterminados programables. Este tipo de aparato
robótico es convencional y conocido por los expertos en la técnica.
A título de ejemplo y no de limitación, un aparato robótico 10
adecuado para ser utilizado en la presente invención puede ser
adquirido a Nachi Robotic Systems, Inc. de Novi, Michigan. Una
herramienta 38 de montaje de talones puede sujetarse al muñón del
robot 10 para que se mueva a lo largo de un recorrido seleccionado
entre una pluralidad de recorridos predeterminados programables del
robot. La herramienta 38 es orientable con al menos tres grados de
libertad, independientemente del recorrido seleccionado entre la
pluralidad de recorridos predeterminados programables del robot. A
título de ejemplo y no de limitación, el robot 10 puede moverse con
al menos tres grados de libertad por rotación de la base sobre un
primer eje 44, un segundo eje 46, y un tercer eje 48, según se
aprecia en la Figura 2. La orientación de la herramienta está
controlada por el movimiento del extremo exterior del robot 10 por
rotación sobre un cuarto eje 50, un quinto eje 52 y un sexto eje 54.
Según se aprecia en las Figuras 2 y 3, la herramienta 38 de montaje
de talones incluye una porción 56 de contacto con la llanta. La
porción 56 de contacto con la llanta sitúa la herramienta 38 con
respecto a la llanta 14, y preferiblemente es ajustable mediante
unos tornillos prisioneros 58 para ajustar la profundidad de
penetración con respecto a la llanta 14 de una porción o disco 60 de
contacto con un flanco del neumático.
La presente invención incluye preferiblemente
uno o más sensores 62 para monitorizar la carga de cada junta
articulada 40 y/o muñón 42 del robot 10. El sensor 62 puede incluir
uno o más monitores de corriente, medidores de esfuerzos/tensiones,
y/o una combinación de ambos capaz de generar una señal
correspondiente a la carga impuesta sobre la herramienta 38 de
montaje de talones, mientras la herramienta se apoya sobre el
neumático 12 para montar el primer y el segundo talón 26, 28 sobre
la llanta 14. Uno o más sensores 62 pueden enviar al medio de
control 34 una señal correspondiente a la carga aplicada sobre la
herramienta 38 de montaje de talones, mientras la herramienta se
mueve a lo largo del recorrido predeterminado y con la orientación
seleccionada para la particular combinación de tamaños de neumático
12 y llanta 14 actualmente colocados en la estación 16 de montaje de
neumáticos. El medio de control 34 compara la carga medida por los
sensores 62 con un valor predeterminado, en cada posición o a lo
largo de cada porción del recorrido programado, para determinar si
la carga aumenta hasta un valor superior a un valor predeterminado.
Si la carga medida supera el valor predeterminado, el medio de
control 34 interrumpe inmediatamente el movimiento de la herramienta
38 de montaje de talones con objeto de evitar daños al neumático 12
que está siendo montado sobre la llanta 14 en la estación 16 de
montaje de neumáticos. A título de ejemplo y no de limitación, se
considera que puede usarse una configuración de sensores de carga
según la presente invención para determinar si se ha producido un
fallo de los mecanismos de la enjabonadora de neumáticos y/o de la
enjabonadora de llantas situadas aguas arriba de la estación 16 de
montaje de neumáticos.
Refiriéndose ahora a la Figura 4, se presenta un
ordinograma simplificado que ilustra el procedimiento de
preparación para el medio de control 34 del aparato robótico 10.
Para cada combinación de tamaños de neumático y llanta que deba
ensamblarse, se almacena en la memoria un recorrido programable
predeterminado correspondiente al recorrido del desplazamiento
tridimensional predeterminado del brazo robótico que soporta la
herramienta de montaje de talones que se use para montar la
combinación particular de tamaños de neumático 12 y llanta 14 que se
haya programado. Adicionalmente, la orientación de la herramienta 38
de montaje de talones se programa en tres dimensiones o con tres
grados de libertad según se describió anteriormente. En particular,
el recorrido robótico puede ser descrito con tres grados de libertad
correspondientes a los movimientos con respecto al primer eje 44, el
segundo eje 46, y el tercer eje 48, mientras que la orientación de
la herramienta puede ser descrita con respecto a tres grados de
libertad correspondientes al cuarto eje 50, el quinto eje 52 y el
sexto eje 54.
Si se desea disponer de capacidades de
diagnóstico adicionales, la presente invención incluye
preferiblemente unos limites o valores de carga predeterminados y
programables a lo largo del recorrido particular para la herramienta
38 de montaje de talones. Estos límites de carga pueden programarse
para el recorrido y orientación tridimensionales particulares de la
herramienta de montaje de talones como un único valor predeterminado
para todos los recorridos, o un valor límite de carga especifico que
varíe a lo largo del recorrido para cada combinación particular de
tamaños de neumático y llanta, si se desea. El recorrido,
orientación y límite de carga programados para cada combinación de
tamaños de neumático y llanta a ensamblar son almacenados en una
localización de memoria adecuada, que puede incluir cualquier tipo
de dispositivo de memoria de almacenamiento convencional y conocido
por los expertos en la técnica. A título de ejemplo y no de
limitación, la memoria puede incluir una memoria de acceso
aleatorio, una memoria de acceso aleatorio dinámica, un medio de
almacenamiento magnético, un medio de almacenamiento óptico, y
dispositivos de almacenamiento digitales y/o analógicos. El
procedimiento de programación se repite durante la preparación
tantas veces como sea necesario para definir el recorrido
programable para cada combinación de tamaños de neumático y llanta
que deba ensamblarse.
Refiriéndose ahora a la Figura 5, se muestra en
un ordinograma esquemático simplificado el funcionamiento de la
configuración preferida del aparato robótico 10 para montar un
neumático 12 en una llanta 14. Según se aprecia en la Figura 2, se
provee uno o más sensores 64 de la combinación de tamaños de
neumático y llanta para generar una señal que se envía al medio de
control 34. El medio de control 34 recibe la señal de entrada de la
combinación de tamaños de neumático y llanta, y en respuesta a la
señal recupera un recorrido predeterminado programable
correspondiente a la combinación de tamaños de neumático y llanta
según el programa almacenado en memoria. A continuación el medio de
control 34 acciona el robot 10 para desplazar la herramienta 38 de
montaje de talones por el recorrido y con la orientación,
programables y predeterminados. Mientras la herramienta 38 de
montaje de talones está desplazándose por el recorrido y con la
orientación, predeterminados y programables, que se haya
seleccionado, el medio de control 34 monitoriza los sensores 62 de
carga. El medio de control 34 determina si la carga es superior a un
valor programable predeterminado. Si la contestación a esa consulta
es no, el programa prosigue y el medio de control 34 determina si el
ciclo del recorrido programable está completo. Si el ciclo no está
completo, el programa retorna a la etapa para continuar
monitorizando el sensor de carga. Si la carga detectada es superior
a un valor programable predeterminado, el medio de control 34
detiene inmediatamente el desplazamiento suplementario de la
herramienta 38 de montaje de talones por parte del robot 10 para
evitar daños al neumático 12 que está siendo montado sobre la llanta
14 en la estación 16 de montaje de neumáticos. Cuando el ciclo del
recorrido programable está completo, el medio de control 34 mueve el
robot 10 para que la herramienta 38 de montaje de talones retorne a
una posición de descanso, tal como la ilustrada en la Figura 2,
situada lejos de la estación 16 de montaje de neumáticos, de manera
que el neumático y la llanta montados puedan ser desplazados a lo
largo del transportador y pueda colocarse una nueva combinación de
neumático y llanta en la estación 16 de montaje de neumáticos para
la actuación de otro ciclo de montaje del neumático 12 en la llanta
14.
En el ciclo programable preferido de la presente
invención, la herramienta 38 de montaje de talones engancha el
neumático 12 junto a la pinza 24 de contacto con el neumático y
sigue el recorrido programable alrededor de la llanta 14 para
estirar el primer talón 26 sobre la llanta 14 de la rueda 20.
Después de recorrer aproximadamente 360º con respecto a la llanta,
la herramienta 38 de montaje de talones se encuentra en la posición
que se representa en la Figura 1. A continuación se estira el
segundo talón 28 para encajar el talón 28 sobre la llanta 14 a
medida que la herramienta 38 de montaje de talones se desplaza a lo
largo de una segunda porción del recorrido programable
predeterminado, que corresponde generalmente a un segundo
desplazamiento alrededor de toda la periferia de la llanta 14, para
colocar el talón 28 con relación a la llanta 14. A título de ejemplo
y no de limitación, la segunda porción del recorrido programable
predeterminado del movimiento puede corresponder a un desplazamiento
inverso de la herramienta 38 de montaje de talones con respecto al
recorrido efectuado durante la primera porción del ciclo. El robot
10 puede accionar la herramienta 38 de montaje de talones en el
movimiento rotacional opuesto al efectuado durante la primera
porción del recorrido programable predeterminado del movimiento
utilizado para montar el primer talón 26 sobre la llanta 14. Tras
completar la segunda porción del recorrido programable
predeterminado del desplazamiento alrededor de la periferia de la
llanta por parte de la herramienta 38 de montaje de talones, el
neumático 12 queda montado sobre la llanta 14, con los talones 26,
28 en la posición apropiada con respecto a los asientos 30, 32 para
inflar el neumático en una estación de inflado situada aguas abajo
de la estación 16 de montaje de neumáticos.
Aunque se ha descrito la invención en relación
con lo que actualmente se considera como la realización más
práctica y preferida, debe comprenderse que la invención no debe
limitarse a las realizaciones descritas, sino que, por el
contrario, pretende cubrir diversas modificaciones y disposiciones
equivalentes incluidas dentro del espíritu y del alcance de las
reivindicaciones adjuntas, a cuyo alcance debe dársele la más amplia
interpretación de manera que abarque la totalidad de tales
modificaciones y estructuras equivalentes que permita la ley.
Claims (36)
1. Un aparato de montaje de neumáticos para
montar un neumático flexible (12) sobre una llanta (14), que
comprende una herramienta (38) de montaje de talones que tiene una
porción (56) para enganche de la llanta y una porción (60) para
enganche del neumático para forzar el talón (26, 28) del neumático
(12) por encima de la llanta (14), caracterizado por
un robot (10) con movimiento programable
controlado, teniendo el robot (10) un brazo con un muñón (42) en un
extremo, siendo dicha herramienta (38) de montaje de talones
conectable al muñón (42), en el cual dicho forzamiento del talón
(26, 28) del neumático (12) por encima de la llanta (14) se efectúa
en respuesta al desplazamiento programable controlado del robot
(10) con respecto a la llanta (14) y al neumático (12).
2. El aparato de la reivindicación 1,
comprendiendo adicionalmente:
el robot (10) que tiene al menos una junta
articulada (40), pudiéndose mover el robot (10) con al menos tres
grados de libertad a lo largo de un recorrido seleccionable entre
una pluralidad de recorridos programables predeterminados;
una unidad procesadora central (38) para
ejecutar selectivamente uno cualquiera de la pluralidad de
recorridos programables predeterminados y almacenables en
memoria;
la herramienta (38) de montaje de talones
sujetable al muñón (42) del robot (10) para que se desplace a lo
largo del recorrido seleccionado de entre la pluralidad de
recorridos programables predeterminados del robot (10), siendo la
herramienta (38) orientable con al menos tres grados de libertad
independientemente del recorrido seleccionado entre la pluralidad de
recorridos programables predeterminados;
un soporte (18) de la pieza que se trabaja para
situar la llanta (14) en una posición predeterminada con respecto al
robot (10) y para situar el neumático (12) con una orientación
predeterminada con respecto a la llanta (14); y
un medio (36) para generar una señal al robot
(10) correspondiente a un tamaño de la llanta (14) y del neumático
(12), en el cual la unidad procesadora central (34) selecciona,
entre la pluralidad de recorridos programables predeterminados, uno
que corresponda al tamaño de la llanta y del neumático.
3. El aparato de la reivindicación 2,
comprendiendo adicionalmente que:
el robot (10) incluye al menos un sensor (62)
para medir la carga en la junta (40) y el muñón (42) durante un
ciclo de montaje del neumático; y
el programa incluye una función de
monitorización del sensor para detener el desplazamiento de la
herramienta (38) de montaje de talones en respuesta a una carga
superior a un valor predeterminado.
4. El aparato de la reivindicación 2,
comprendiendo adicionalmente:
un elemento de pinza (24) para impedir la
rotación del neumático (12) con respecto a la llanta (14) mientras
la herramienta (38) de montaje de talones trabaja sobre un talón
(26, 28) del neumático (12) por encima de la llanta (14).
5. El aparato de la reivindicación 2,
comprendiendo adicionalmente:
la herramienta de montaje de talones que puede
moverse alrededor de una periferia completa de la llanta (14) a lo
largo de un primer recorrido predeterminado para asentar un primer
talón (26) del neumático (12) sobre la llanta (14) y que puede
moverse alrededor de la periferia completa de la llanta (14) a lo
largo de un segundo recorrido predeterminado para asentar un segundo
talón (28) del neumático (12) sobre la llanta (14).
6. El aparato de la reivindicación 5,
comprendiendo adicionalmente:
el primer recorrido predeterminado que desplaza
la herramienta (38) de montaje de talones en una primera dirección
rotacional alrededor de la periferia de la llanta (14) y el segundo
recorrido predeterminado que desplaza la herramienta (38) de montaje
de talones en una segunda dirección rotacional opuesta al primer
recorrido predeterminado.
7. El aparato de la reivindicación 1,
comprendiendo adicionalmente:
un medio para desplazar con al menos tres grados
de libertad a lo largo de un recorrido seleccionable entre una
pluralidad de recorridos programables predeterminados, cuyo medio
para desplazar incluye un robot (10) que tiene al menos una junta
articulada (40) y un muñón (42);
un medio para ejecutar selectivamente uno
cualquiera de la pluralidad de recorridos programables
predeterminados, almacenables en memoria, con una unidad procesadora
central (34);
un medio para orientar una herramienta (38) de
montaje de talones sujetable al muñón (42) del robot (10) para
desplazarlo a lo largo del recorrido seleccionado entre la
pluralidad de recorridos programables predeterminados del robot (10)
con al menos tres grados de libertad independientemente del
recorrido seleccionado entre la pluralidad de recorridos
programables predeterminados;
un medio para situar la llanta (14) en una
posición predeterminada con respecto al robot (10) y para situar el
neumático (12) en una orientación predeterminada con respecto a la
llanta (14) sobre un soporte (18) de la pieza a trabajar; y
un medio (36) para generar una señal al robot
(10) correspondiente a un tamaño de la llanta (14) y del neumático
(12), en el cual la unidad procesadora central (34) selecciona entre
la pluralidad de recorridos programables predeterminados un
recorrido correspondiente al tamaño de la llanta y el neumático.
8. El aparato de la reivindicación 7,
comprendiendo adicionalmente:
un medio para medir una carga en la junta (40) y
el muñón (42) con al menos un sensor (62) durante un ciclo de
montaje del neumático; y
un medio para monitorizar el al menos un sensor
(62) durante el ciclo de montaje del neumático para detener el
desplazamiento de la herramienta (38) de montaje de talones en
respuesta a una carga detectada superior a un valor
predeterminado.
9. El aparato de la reivindicación 7,
comprendiendo adicionalmente:
un medio para impedir la rotación del neumático
(12) con respecto a la llanta (14) con una pinza (24) de contacto
con el neumático, mientras la herramienta (38) de montaje de talones
trabaja sobre un talón (26, 28) del neumático (12) por encima de la
llanta (14).
10. El aparato de la reivindicación 7,
comprendiendo adicionalmente que:
el medio para desplazar desplaza la herramienta
de montaje de talones (38) alrededor de una periferia completa de la
llanta (14) a lo largo de un primer recorrido predeterminado para
asentar un primer talón (26) del neumático (12) sobre la llanta
(14); y
el medio para desplazar desplaza la herramienta
de montaje de talones (38) alrededor de la periferia completa de la
llanta (14) a lo largo de un segundo recorrido predeterminado para
asentar un segundo talón (28) del neumático (12) sobre la llanta
(14).
11. El aparato de la reivindicación 10,
comprendiendo adicionalmente que:
el medio para desplazar desplaza la herramienta
(38) de montaje de talones en una primera dirección rotacional
alrededor de toda la periferia de la llanta (14) a lo largo del
primer recorrido predeterminado; y
el medio para desplazar desplaza la herramienta
(38) de montaje de talones a lo largo de un segundo recorrido
predeterminado en una segunda dirección rotacional opuesta al primer
recorrido predeterminado.
12. El aparato de la reivindicación 1,
comprendiendo adicionalmente:
el robot (10) que tiene al menos una junta
articulada (40), pudiéndose mover el robot (10) con al menos tres
grados de libertad a lo largo de un recorrido seleccionable entre
una pluralidad de recorridos programables predeterminados;
una unidad procesadora central (34) para
ejecutar selectivamente uno cualquiera de la pluralidad de
recorridos programables predeterminados y almacenables en
memoria;
la herramienta (38) de montaje de talones
sujetable al muñón (42) del robot (10) para que se desplace a lo
largo del recorrido seleccionado de entre la pluralidad de
recorridos programables predeterminados del robot (10), siendo la
herramienta (28) orientable independientemente del recorrido
seleccionado entre la pluralidad de recorridos programables
predeterminados;
un soporte (18) de la pieza que se trabaja para
situar la llanta (14) en una posición predeterminada con respecto al
robot (10) y para situar el neumático (12) con una orientación
predeterminada con respecto a la llanta (14); y
un medio (36) para generar una señal al robot
(10) correspondiente a un tamaño de la llanta (14) y del neumático
(12), en el cual la unidad procesadora central (34) selecciona,
entre la pluralidad de recorridos programables predeterminados, uno
que corresponda al tamaño de la llanta y del neumático.
13. El aparato de la reivindicación 12,
comprendiendo adicionalmente que:
el robot (10) incluye al menos un sensor (62)
para medir la carga en la junta (40) y el muñón (42) durante un
ciclo de montaje del neumático; y
el programa incluye una función de
monitorización del sensor para detener el desplazamiento de la
herramienta (38) de montaje de talones en respuesta a una carga
superior a un valor predeterminado.
14. El aparato de la reivindicación 12,
comprendiendo adicionalmente:
un elemento de pinza (24) para impedir la
rotación del neumático (12) con respecto a la llanta (14) mientras
la herramienta (38) de montaje de talones trabaja sobre un talón
(26, 28) del neumático (12) por encima de la llanta (14).
15. El aparato de la reivindicación 12,
comprendiendo adicionalmente:
la herramienta (38) de montaje de talones que
puede moverse alrededor de una periferia completa de la llanta (14)
a lo largo de un primer recorrido predeterminado para asentar un
primer talón (26) del neumático (12) sobre la llanta (14) y que
puede moverse alrededor de la periferia completa de la llanta (14) a
lo largo de un segundo recorrido predeterminado para asentar un
segundo talón (28) del neumático (12) sobre la llanta (14).
16. El aparato de la reivindicación 15,
comprendiendo adicionalmente:
el primer recorrido predeterminado que desplaza
la herramienta (38) de montaje de talones en una primera dirección
rotacional alrededor de la periferia de la llanta (14) y el segundo
recorrido predeterminado que desplaza la herramienta (38) de montaje
de talones en una segunda dirección rotacional opuesta al primer
recorrido predeterminado.
17. El aparato de la reivindicación 1,
comprendiendo adicionalmente que:
la herramienta (38) puede girar mediante el
muñón (42) sobre un eje longitudinal (54) de la herramienta (38),
según es portada la herramienta (38) por el robot (10) mientras
monta el neumático (12) en la llanta (14).
18. El aparato de la reivindicación 1,
comprendiendo adicionalmente:
la herramienta (38) de montaje de talones que
puede moverse a lo largo de una pluralidad de recorridos
predeterminados;
un medio (36) para generar una señal eléctrica
correspondiente a un tamaño de la llanta (14) y del neumático (12);
y
un medio (34) para controlar selectivamente, en
respuesta a la señal eléctrica, el movimiento de la herramienta
(38) a lo largo de un recorrido, de entre la pluralidad de
recorridos predeterminados, correspondiente al tamaño de la llanta
(14) y del neumático (12).
19. El aparato de la reivindicación 18,
comprendiendo adicionalmente:
una montura (42) para herramientas que puede
moverse a lo largo del recorrido seleccionable entre la pluralidad
de recorridos predeterminados; y
la herramienta (38) que puede sujetarse a la
montura (42) para herramientas, siendo la herramienta (38)
orientable con independencia del recorrido seleccionado entre la
pluralidad de recorridos predeterminados para la montura (42) para
herramientas.
20. El aparato de la reivindicación 18,
comprendiendo adicionalmente:
un soporte (18) de la pieza a trabajar para
situar la llanta (14) en una posición predeterminada con respecto a
la herramienta (38) y para situar el neumático (12) en una
orientación predeterminada con respecto a la llanta (14).
21. El aparato de la reivindicación 1,
comprendiendo adicionalmente:
la herramienta (38) de montaje de talones que
tiene una porción (56) de enganche de la llanta y un porción (60)
de enganche del neumático para forzar el talón (26, 28) del
neumático (12) por encima de la llanta (14) en respuesta al
movimiento controlado de la herramienta (38) con respecto a la
llanta (14) y al neumático (12), pudiéndose mover la herramienta
(38) a lo largo de una pluralidad de recorridos predeterminados
correspondientes a un tamaño de la llanta (14) y del neumático (12)
que van a montarse; y
un medio (34) para controlar eléctricamente el
movimiento de la herramienta (38) y para seleccionar eléctricamente
uno de entre la pluralidad de recorridos predeterminados en
respuesta al tamaño de la llanta (14) y del neumático (12) que deben
montarse.
22. El aparato de la reivindicación 21,
comprendiendo adicionalmente:
una montura (42) para herramientas que puede
moverse controladamente a lo largo de uno de entre una pluralidad de
recorridos predeterminados;
y
y
la herramienta (38) que puede sujetarse a la
montura (42) para herramientas, siendo la herramienta (38)
orientable con independencia del recorrido seleccionado entre la
pluralidad de recorridos predeterminados para la montura (42) para
herramientas.
23. El aparato de la reivindicación 22,
comprendiendo adicionalmente:
un medio para controlar el movimiento de la
montura (42) para herramientas y para seleccionar uno de entre la
pluralidad de recorridos predeterminados en respuesta a un tamaño de
la llanta (14) y del neumático (12) que deben montarse.
24. Un procedimiento para montar un neumático
flexible en una llanta, caracterizado por las etapas de:
orientar una herramienta (38) de montaje de
talones que puede moverse a lo largo de una pluralidad de recorridos
predeterminados;
generar una señal eléctrica correspondiente a un
tamaño de llanta (14) y neumático (12); y
controlar selectivamente, en respuesta a la
señal eléctrica, el movimiento de la herramienta (38) a lo largo de
uno de entre la pluralidad de recorridos predeterminados
programables correspondiente al tamaño de la llanta y del
neumático.
25. El procedimiento de la reivindicación 24,
comprendiendo adicionalmente las etapas de:
desplazar una montura (42) para herramientas a
lo largo del recorrido seleccionable entre la pluralidad de
recorridos predeterminados; y
orientar la herramienta (38) con independencia
del recorrido seleccionado entre la pluralidad de recorridos
predeterminados para la montura (42) para herramientas, pudiéndose
sujetar la herramienta (38) a la montura (42) para
herramientas.
26. El procedimiento de la reivindicación 24,
comprendiendo adicionalmente la etapa de:
situar la llanta (14) en una posición
predeterminada con respecto a la herramienta (38) y situar el
neumático (12) en una orientación predeterminada con respecto a la
llanta (14) sobre un soporte (18) para piezas a trabajar.
27. El procedimiento de la reivindicación 24,
comprendiendo adicionalmente las etapas de:
mover un robot (10) que tiene al menos una junta
articulada (40), pudiéndose mover el robot (10) con al menos tres
grados de libertad a lo largo de un recorrido seleccionable entre
una pluralidad de recorridos programables predeterminados;
ejecutar selectivamente mediante una unidad
procesadora central (34) uno cualquiera de la pluralidad de
recorridos programables predeterminados y almacenables en
memoria;
orientar la herramienta (38) de montaje de
talones sujetable al muñón (42) del robot (10) para que se desplace
a lo largo del recorrido seleccionado de entre la pluralidad de
recorridos programables predeterminados del robot (10) con al menos
tres grados de libertad independientemente del recorrido
seleccionado entre la pluralidad de recorridos programables
predeterminados;
situar la llanta (14) en una posición
predeterminada con respecto al robot (10) y situar el neumático (12)
con una orientación predeterminada con respecto a la llanta (14)
sobre un soporte (18) para la pieza a trabajar; y
generar una señal al robot (10) correspondiente
a un tamaño de la llanta (14) y del neumático (12), en el cual la
unidad procesadora central (34) selecciona, entre la pluralidad de
recorridos programables predeterminados, uno que corresponda al
tamaño de la llanta y del neumático.
28. El procedimiento de la reivindicación 27,
comprendiendo adicionalmente las etapas de:
medir una carga en la junta (40) y el muñón (42)
del robot (10) con al menos un sensor (62) durante un ciclo de
montaje del neumático; y
monitorizar el al menos un sensor (62) durante
el ciclo de montaje del neumático para detener el desplazamiento de
la herramienta (38) de montaje de talones en respuesta a una carga
detectada superior a un valor predeterminado.
29. El procedimiento de la reivindicación 27,
comprendiendo adicionalmente las etapas de:
impedir la rotación del neumático (12) con
respecto a la llanta (14) con una pinza (24) de contacto con el
neumático, mientras la herramienta (38) de montaje de talones
trabaja sobre un talón (26, 28) del neumático (12) por encima de la
llanta (14).
30. El procedimiento de la reivindicación 27,
comprendiendo adicionalmente las etapas de:
desplazar la herramienta de montaje de talones
(38) alrededor de una periferia completa de la llanta (14) a lo
largo de un primer recorrido predeterminado para asentar un primer
talón (26) del neumático (12) sobre la llanta (14); y
desplazar la herramienta de montaje de talones
(38) alrededor de la periferia completa de la llanta (14) a lo
largo de un segundo recorrido predeterminado para asentar un segundo
talón (28) del neumático (12) sobre la llanta (14).
31. El procedimiento de la reivindicación 30,
comprendiendo adicionalmente las etapas de:
desplazar la herramienta (38) de montaje de
talones en una primera dirección rotacional alrededor de toda la
periferia de la llanta (14) a lo largo del primer recorrido
predeterminado; y
desplazar la herramienta (38) de montaje de
talones a lo largo de un segundo recorrido predeterminado en una
segunda dirección rotacional opuesta al primer recorrido
predeterminado.
32. El procedimiento de la reivindicación 24,
comprendiendo adicionalmente las etapas de:
mover un robot (10) que tiene al menos una junta
articulada (40) y un muñón (42) a lo largo de un recorrido
seleccionable entre una pluralidad de recorridos programables
predeterminados;
ejecutar selectivamente mediante una unidad
procesadora central (34) uno cualquiera de la pluralidad de
recorridos programables predeterminados y almacenables en
memoria;
orientar la herramienta (38) de montaje de
talones sujetable al muñón (42) del robot (10) para que se desplace
a lo largo del recorrido seleccionado de entre la pluralidad de
recorridos programables predeterminados del robot (10)
independientemente del recorrido seleccionado entre la pluralidad de
recorridos programables predeterminados;
situar la llanta (14) en una posición
predeterminada con respecto al robot (10) y situar el neumático (12)
con una orientación predeterminada con respecto a la llanta (14)
sobre un soporte (18) para la pieza a trabajar; y
generar una señal al robot (10) correspondiente
a un tamaño de la llanta (14) y del neumático (12), en el cual la
unidad procesadora central (34) selecciona, entre la pluralidad de
recorridos programables predeterminados, uno que corresponda al
tamaño de la llanta y del neumático.
33. El procedimiento de la reivindicación 32,
comprendiendo adicionalmente las etapas de:
medir una carga en la junta (40) y el muñón (42)
del robot (10) con al menos un sensor (62) durante un ciclo de
montaje del neumático; y
monitorizar el al menos un sensor (62) durante
el ciclo de montaje del neumático para detener el desplazamiento de
la herramienta (38) de montaje de talones en respuesta a una carga
detectada superior a un valor predeterminado.
34. El procedimiento de la reivindicación 32,
comprendiendo adicionalmente las etapas de:
impedir la rotación del neumático (12) con
respecto a la llanta (14) con una pinza (24) de contacto con el
neumático, mientras la herramienta (38) de montaje de talones
trabaja sobre un talón (26, 28) del neumático (12) por encima de la
llanta (14).
35. El procedimiento de la reivindicación 32,
comprendiendo adicionalmente las etapas de:
desplazar la herramienta (38) de montaje de
talones alrededor de una periferia completa de la llanta (14) a lo
largo de un primer recorrido predeterminado para asentar un primer
talón (26) del neumático (12) sobre la llanta (14); y
desplazar la herramienta (38) de montaje de
talones alrededor de la periferia completa de la llanta (14) a lo
largo de un segundo recorrido predeterminado para asentar un segundo
talón (28) del neumático (12) sobre la llanta (14).
36. El procedimiento de la reivindicación 35,
comprendiendo adicionalmente las etapas de:
desplazar la herramienta (38) de montaje de
talones en una primera dirección rotacional alrededor de toda la
periferia de la llanta (14) a lo largo del primer recorrido
predeterminado; y
desplazar la herramienta (38) de montaje de
talones a lo largo de un segundo recorrido predeterminado en una
segunda dirección rotacional opuesta al primer recorrido
predeterminado.
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