ES2310867T3 - Dispositivo de manipulacion y procedimiento para la manipulacion de piezas. - Google Patents

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Abstract

Elemento de manipulación (1) para piezas (2, 2'') en forma de placa con un travesaño plano (10) que presenta una serie de elementos de aspiración por vacío (12) y que puede desplazarse, al menos, en una primera dirección (X) y una segunda dirección (Z), estando previsto en el travesaño (10) un travesaño adicional (20) que presenta una serie de elementos de aspiración por vacío adicionales (22), caracterizado porque el travesaño adicional (20) puede desplazarse con respecto al travesaño (10) en, al menos, una tercera dirección (X) y puede girar alrededor de un eje (Z).

Description

Dispositivo de manipulación y procedimiento para la manipulación de piezas.
Ámbito técnico
La invención se refiere a un dispositivo de manipulación para piezas en forma de placa según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento de manipulación que utiliza un dispositivo de manipulación de este tipo.
Estado de la técnica
En la fabricación de piezas en forma de placa como frontales de mueble, piezas de cuerpo, encimeras y similares, es preciso manipular las piezas entre los distintos pasos de mecanizado. Con esta finalidad, se conocen en el estado de la técnica diferentes dispositivos de manipulación que están capacitados para recoger una o varias piezas en una posición determinada y depositarla en otra posición.
Así, el documento DE 299 13 548, por ejemplo, revela un dispositivo para la transferencia de piezas. El dispositivo posee un travesaño en forma de placa con una serie de elementos de aspiración por vacío, por medio de los cuales es posible recoger y desplazar las piezas en forma de placa.
Además de la manipulación, la solución para los problemas de corte y empaquetado ("Nesting") también desempeña un papel importante en la práctica industrial. En caso de un problema de Nesting se dispone de una placa de material derivado de la madera (denominada base) además de un gran número de objetos geométricos (denominados plantillas) que, por ejemplo, representan piezas de un mueble. Ahora estas plantillas deben colocarse en la base predeterminada de manera que la parte no utilizada de la base (denominada parte desechable) sea lo más reducida posible.
Los procesos de Nesting se llevan a cabo con las más diversas máquinas de mecanización, por ejemplo, con máquinas de 2 ejes de electroerosionado por alambre, máquinas láser, máquinas de corte con chorro de plasma, máquinas de corte por chorro de agua y en el tratamiento de madera máquinas de mecanización estacionarias CNC.
Una celda Nesting de alto rendimiento para la fabricación de piezas sueltas a partir de una placa de formato en bruto formula requisitos especiales a la manipulación de las piezas. Una nueva tarea para los mecanismos de manipulación de celdas Nesting consiste en el, así llamado, Picking, el alojamiento específico de las distintas piezas fresadas provenientes del, así llamado, nido, la placa de formato en bruto dividida mediante fresado en piezas sueltas, y en el almacenamiento de las piezas, por ejemplo en un transporte de superficies. En función de la orientación de la pieza, puede ser necesario girar las piezas.
La manipulación comprende además la colocación inicial de placas de formato en bruto y de placas de base (placas de desgaste) para la protección de la mesa de mecanizado desde la pila a la máquina, así como la eliminación de las placas de desgaste y de protección fresadas y de piezas de desecho.
El Picking se puede realizar, en principio, con travesaños de aspiración conocidos, tal como se describe, por ejemplo, en el documento antes citado DE 299 13 548 U1, siempre y cuando los elementos de aspiración por vacío se puedan controlar individualmente. Sin embargo, se ha comprobado que estos travesaños requieren durante el Picking (debido a sus dimensiones concebidas para la aportación de grandes placas) un amplio espacio de trabajo y que trabajan de forma lenta. En función del tamaño y de la posición de la pieza suelta a recoger, tampoco se consigue una recogida suficientemente segura de la pieza en el travesaño de aspiración.
El documento EP 0 585 508 A1 revela un dispositivo de manipulación según el preámbulo de la reivindicación 1.
Representación de la invención
Por consiguiente, el objetivo de la invención consiste en poner a disposición un dispositivo de manipulación y un procedimiento de manipulación del tipo citado al principio que permitan una manipulación más segura y, al mismo tiempo, que ahorre espacio, de piezas en forma de placa con dimensiones muy variables.
Este objetivo se cumple, según la invención, gracias a un dispositivo de manipulación según la reivindicación 1 y a un procedimiento de manipulación según la reivindicación 10. En las reivindicaciones dependientes se indican perfeccionamientos especialmente ventajosos de la invención.
La invención se basa en la idea de desacoplar de forma funcional la recogida de piezas de gran formato (por ejemplo, durante la carga de una celda Nesting) y la extracción de piezas de pequeño formato (por ejemplo, de la celda Nesting). Con esta finalidad, en el dispositivo según la invención está previsto que en el travesaño esté dispuesto un travesaño adicional que presenta una serie de elementos de aspiración por vacío adicionales, pudiendo desplazarse el travesaño adicional con respecto al travesaño en, al menos, una tercera dirección (X) y girar alrededor de un eje (Z).
Dado que, por consiguiente, es posible la recogida de piezas de pequeño formato o bien de piezas sueltas por medio de un travesaño adicional, al orientar el dispositivo de manipulación hacia la pieza suelta a "recoger" no es preciso desplazar todo el travesaño, sino solamente colocar el travesaño adicional en la posición deseada. De este modo se reduce considerablemente el espacio de trabajo necesario para el dispositivo de manipulación según la invención. Además, la disposición del travesaño adicional puede adaptarse muy bien a la situación y geometría de las respectivas piezas sueltas, de manera que se consigue una recogida segura y estable de las piezas sueltas. Además, mediante el dispositivo de manipulación según la invención también es posible acelerar el desarrollo del procedimiento.
Según un perfeccionamiento de la presente invención, los elementos de aspiración por vacío adicionales pueden someterse a depresión respectivamente por separado o en grupos independientemente unos de otros y/o independientemente de los elementos de aspiración por vacío del travesaño. De esta forma, el dispositivo de manipulación según la invención puede adaptarse especialmente bien a la geometría y situación respectivas de las piezas sueltas a "recoger".
Los elementos de aspiración por vacío adicionales pueden estar dispuestos en el travesaño adicional en principio de la forma más diversa. Sin embargo, con respecto a una capacidad de recogida segura y variable del dispositivo de manipulación según la invención con una construcción sencilla del mismo, está previsto, según un perfeccionamiento de la invención, que los elementos de aspiración por vacío adicionales estén dispuestos en el travesaño adicional en varias filas. En este caso resulta especialmente preferible que al menos dos de las filas estén dispuestas en líneas que se cruzan. De este modo se consigue especialmente que el travesaño adicional pueda utilizarse en distintas posiciones de giro, lo que se explicará de forma aún más clara por medio de la descripción del procedimiento según la invención que se indica más abajo.
La capacidad de desplazamiento del travesaño puede conseguirse en el marco de la presente invención mediante una variedad de construcciones. Por ejemplo, el travesaño también puede colocarse en un robot de brazo articulado o similar. Sin embargo, un dispositivo de guiado que presenta la configuración de un pórtico o, en su caso, de un brazo, ha demostrado ser una construcción ventajosa con un gran alcance y una estructura sencilla.
A fin de conseguir un desplazamiento preciso y, al mismo tiempo, rápido del travesaño adicional a lo largo del travesaño, está previsto, según un perfeccionamiento de la invención, que el travesaño adicional pueda desplazarse a lo largo del travesaño por medio de un accionamiento lineal.
Según otra configuración ventajosa de la presente invención está previsto que los elementos de aspiración por vacío del travesaño y los travesaños adicionales puedan desplazarse unos respecto a otros en la tercera dirección (Z). De este modo se permite, por ejemplo, que los elementos de aspiración por vacío del travesaño puedan retroceder cuando éstos ya no sean necesarios, de manera que no se impide el desplazamiento y/o el giro del travesaño adicional durante el Picking a través de los elementos de aspiración por vacío del travesaño.
A pesar de que el dispositivo de manipulación según la invención puede utilizarse en las más diversas plantas de producción, éste ha demostrado resultar especialmente ventajoso cuando el dispositivo de manipulación se emplea en combinación con un centro de mecanizado para el mecanizado con arranque de virutas de piezas en forma de placa que se componen, al menos parcialmente, de madera, materiales derivados de la madera, plásticos o similares. En el caso de un centro de mecanizado de este tipo, puede tratarse, por ejemplo, de una celda Nesting del tipo citado al principio. En este caso, el dispositivo de manipulación según la invención permite una carga y descarga del centro de mecanizado rápida, segura y que ahorra espacio, de manera que resulta un funcionamiento respectivamente ventajoso de toda la combinación.
A pesar de que, en principio, el dispositivo de manipulación según la invención también puede controlarse manualmente, según un perfeccionamiento de la invención está previsto que presente además un dispositivo de control en el que estén almacenadas la geometría y la disposición de las piezas en forma de placa a recoger o bien de las piezas sueltas, a fin de controlar el funcionamiento del dispositivo de manipulación. En caso de una combinación del dispositivo de manipulación con un centro de mecanizado resulta especialmente preferible que el dispositivo de control también esté en contacto con el centro de mecanizado en relación con los datos. De este modo, los datos disponibles para la fabricación de piezas sueltas en el centro de mecanizado pueden aprovecharse directamente para la recogida de las piezas sueltas fabricadas.
Según otra dirección, la presente invención pone a disposición un procedimiento para la manipulación de piezas en forma de placa según la reivindicación 10. Este procedimiento representa un modo de funcionamiento especialmente ventajoso de un dispositivo de manipulación según la invención como el que se ha descrito arriba. Según la invención está previsto especialmente que el travesaño adicional se coloque, antes de la recogida de, como mínimo, una pieza suelta, en una posición de giro y/o desplazamiento ajustada a la situación y la geometría de la pieza suelta a recoger. De este modo resulta una recogida especialmente segura de la respectiva pieza suelta. En este caso, la fuerza de sujeción de la respectiva pieza suelta en el dispositivo de manipulación puede aumentarse aún más según un perfeccionamiento, colocando el travesaño adicional, antes de la recogida de, como mínimo, una pieza suelta, en una posición de giro y/o desplazamiento en la que la superficie de ataque de los elementos de aspiración por vacío adicionales en, como mínimo, una pieza suelta, es máxima.
Descripción breve de los dibujos
Fig. 1 muestra esquemáticamente una vista lateral de una forma de realización del dispositivo de manipulación según la invención;
Fig. 2 muestra esquemáticamente una vista parcial desde abajo de la forma de realización del dispositivo de manipulación según la invención;
Fig. 3 muestra esquemáticamente distintas posiciones de la sección mostrada en la figura 2;
Fig. 4 muestra esquemáticamente distintas posiciones de trabajo de la sección mostrada en la figura 2;
Fig. 5 muestra esquemáticamente otras posiciones de trabajo de la sección mostrada en la figura 2 en una representación más simplificada.
Descripción detallada de formas de realización preferibles
A continuación se describen con detalle formas de realización preferibles de la presente invención, haciendo referencia a las figuras que acompañan.
En la figura 1 se muestra esquemáticamente en una vista lateral, un dispositivo de manipulación 1 como forma de realización preferible de la presente invención. El dispositivo de manipulación 1 sirve para la manipulación de piezas 2, 2' en forma de placa diferentes, concretamente, por una parte, piezas 2 en forma de placa de gran formato que se toman de una pila mostrada a la derecha en la figura 1 y se depositan en una mesa de mecanizado de un centro de mecanizado no mostrado con detalle. Por otra parte, el dispositivo de manipulación 1 sirve para sacar de la mesa de mecanizado 4, las piezas sueltas 2' que han sido repartidas fuera de la placa 2 a través del centro de mecanizado no mostrado con detalle, y depositarlas en un dispositivo de transporte 6.
Las piezas en forma de placa pueden componerse, por ejemplo, al menos parcialmente, de madera, materiales derivados de la madera, plástico o similares, como sucede con frecuencia en el sector de la industria del mueble o del suelo.
El dispositivo de manipulación 1 comprende un travesaño plano 10 que puede estar formado, por ejemplo, por un componente en forma de placa o también una construcción a modo de entramado o bien de marco. En el travesaño 10 están dispuestos una serie de elementos de aspiración por vacío 12. Como se puede ver en la vista parcial desde abajo del dispositivo de manipulación 1 mostrada en la figura 2, los elementos de aspiración por vacío en la presente forma de realización están dispuestos en dos filas que están previstas en la zona de dos bordes opuestos del travesaño plano 10.
El travesaño 10 puede desplazarse en dirección X junto con los elementos de aspiración por vacío 12 a lo largo del pórtico 14 mostrado en la figura 1 y puede desplazarse en dirección Z mediante un dispositivo de guiado 16 también mostrado esquemáticamente en la figura 1.
Como puede verse en las figuras 1 y 2, en el travesaño 10 está previsto un travesaño adicional 20 que está configurado, por ejemplo, a modo de un plato giratorio desplazable que puede girar alrededor de un eje (aquí: Z) que se extiende fundamentalmente perpendicular a la extensión plana del travesaño 10 y que puede desplazarse en una dirección fundamentalmente paralela a la extensión plana del travesaño 10 (aquí: X). Como se puede ver muy bien en la figura 2, en el travesaño adicional están previstos una serie de elementos de aspiración por vacío adicionales 22. Estos elementos de aspiración por vacío adicionales 22 pueden presentar, en principio, la misma construcción que los elementos de aspiración por vacío 12, no obstante también pueden diferenciarse de éstos en la geometría, la potencia de aspiración y otras características. En este caso, los elementos de aspiración adicionales 22 pueden someterse a depresión mediante un dispositivo de depresión, no mostrado con detalle, respectivamente por separado o en grupos independientemente unos de otros y también independientemente de los elementos de aspiración 12.
Como puede verse muy bien en la figura 2, los elementos de aspiración por vacío adicionales 22 están dispuestos en el travesaño adicional 20 en varias filas que en la presente forma de realización están dispuestas a modo de una "H", de manera que una de las filas corta las otras dos filas. Sin embargo, en el marco de la presente invención también es posible imaginar disposiciones de otro tipo de los elementos de aspiración por vacío adicionales 22 como, por ejemplo, una disposición en U o L o cualquier otra disposición sin formar filas.
La capacidad de desplazamiento o bien de giro del travesaño adicional 20 en el travesaño 10 puede conseguirse mediante múltiples dispositivos de accionamiento y guiado conocidos, siendo preferible para el desplazamiento del travesaño adicional un accionamiento lineal.
Las posibilidades de movimiento del travesaño adicional 20 con sus elementos de aspiración por vacío adicionales 22 resultantes de la capacidad de desplazamiento o bien de giro con respecto al travesaño 10 se representan esquemáticamente en la figura 3 que muestra distintas posiciones de la sección mostrada en la figura 2. El dibujo izquierdo en la figura representa un giro del travesaño adicional 20 alrededor de un eje (Z) que se extiende fundamentalmente perpendicular al plano de proyección, mientras que el dibujo derecho en la figura 3 representa la posibilidad de desplazamiento del travesaño adicional 20 con respecto al travesaño 10 a lo largo de un eje (Y) que se extiende en el plano de proyección. Por otra parte, toda la unidad compuesta de travesaño 10 y travesaño adicional 20 puede desplazarse a lo largo del pórtico 14 mostrado en la figura 1 en dirección X y a lo largo de la guía 16 mostrada en la figura 1 en dirección.
A fin de evitar una colisión del travesaño adicional 20 durante el desplazamiento o bien el giro del travesaño adicional 20, en la presente forma de realización está previsto que los elementos de aspiración 12 puedan desplazarse con respecto al travesaño 10 y, por consiguiente, también con respecto al travesaño adicional 20, y concretamente en una dirección fundamentalmente perpendicular a la extensión plana del travesaño 10. Con esta finalidad también pueden estar previstos medios de guiado y accionamiento conocidos.
A pesar de que no se muestra en las figuras, el dispositivo de manipulación 1 comprende además un dispositivo de control, por ejemplo, en forma de un ordenador de control. En el dispositivo de control se almacenan la geometría y la disposición de las piezas 2 en forma de placa a recoger o bien de las piezas sueltas 2', de manera que es posible controlar de forma totalmente automática el funcionamiento del dispositivo de manipulación 1. En este caso resulta especialmente preferible que el dispositivo de control también esté en contacto con el centro de mecanizado, no mostrado aquí más detalladamente, en relación con los datos, de manera que especialmente los datos sobre la geometría y la disposición de las piezas sueltas 2' estén inmediatamente disponibles.
El funcionamiento del dispositivo según la invención o bien el procedimiento según la invención se describen a continuación haciendo referencia a las figuras 4 y 5 que muestran las distintas posiciones de trabajo de piezas del dispositivo de manipulación según la invención. En la figura 4 se muestran el travesaño 10 y el travesaño adicional 20 con sus elementos de aspiración por vacío (adicionales) 12, 22 en distintas posiciones por encima de un "nido" de piezas sueltas 2'. En la figura 4 se representa respectivamente con una zona rayada la pieza suelta a recoger en ese momento. Además, en la figura 4 se indica respectivamente por debajo de los dibujos y mediante flechas, el recorrido de desplazamiento del travesaño adicional (Y) o bien del travesaño (X), a fin de alcanzar una posición deseada para la recogida de la pieza suelta representada con una zona rayada. La pieza suelta mostrada con una zona rayada se recoge a continuación a través de elementos de aspiración por vacío adicionales 22, cuya proyección está situada totalmente dentro de la pieza suelta representada con una zona rayada. Acto seguido, ésta se deposita mediante el desplazamiento de toda la unidad compuesta de travesaño 10 y travesaño adicional 20, en el dispositivo de transporte 6 mostrado en la figura 1, a fin de recoger a continuación la siguiente pieza suelta 2' del nido.
Antes de la orientación del dispositivo de manipulación 1 hacia la siguiente pieza suelta 2' "a recoger", se determina en el dispositivo de control no mostrado más detalladamente, la posición de giro y/o desplazamiento óptima del travesaño adicional 20 y, en su caso, también del travesaño 10. Con esta finalidad, el dispositivo de control ejecuta un algoritmo que se explica con más detalle por medio de la figura 5. En este algoritmo, el dispositivo de control calcula para distintas posiciones de giro y/o desplazamiento, los planos de sección máximos entre la pieza suelta 2' a recoger y la proyección de los elementos de aspiración por vacío adicionales que se encuentran totalmente dentro de la pieza suelta 2'. La figura 5 muestra dos posiciones posibles de los elementos de aspiración por vacío adicionales 22 del travesaño adicional 20 que, por ejemplo, pueden ser comprobadas por el dispositivo de control.
En el dibujo representado a la izquierda en la figura 5, el travesaño adicional 20 está desplazado frente a su posición inicial mostrada en la figura 2 solamente en un recorrido Y no mostrado más detalladamente, de manera que en total se encuentran cinco elementos de aspiración por vacío adicionales 22 con su proyección dentro de la pieza suelta 2', como se muestra en la figura mediante la zona rayada.
En el dibujo mostrado a la derecha en la figura 5, el travesaño adicional 20 se ha girado 90º de su posición inicial mostrada en la figura 2, de manera que en total se sitúan cuatro elementos de aspiración por vacío adicionales 22 (también representados con una zona rayada) con su proyección dentro de la pieza suelta 2'.
Teniendo en cuenta las superficies de aspiración de los elementos de aspiración por vacío adicionales 22', el dispositivo de control calcula ahora la superficie de contacto máxima entre los elementos de aspiración por vacío adicionales 22, el travesaño adicional 20 y la pieza suelta 2'. Dado que en la presente forma de realización, los elementos de aspiración por vacío adicionales 22 poseen fundamentalmente la misma superficie de aspiración, el dispositivo de control selecciona la posición de giro o bien de desplazamiento del travesaño adicional 20 mostrada a la izquierda en la figura 5. En base a esta elección, se recoge la pieza suelta 2' en cuestión y se repite respectivamente el algoritmo para la pieza suelta 2' que sigue a continuación.

Claims (11)

1. Elemento de manipulación (1) para piezas (2, 2') en forma de placa con un travesaño plano (10) que presenta una serie de elementos de aspiración por vacío (12) y que puede desplazarse, al menos, en una primera dirección (X) y una segunda dirección (Z), estando previsto en el travesaño (10) un travesaño adicional (20) que presenta una serie de elementos de aspiración por vacío adicionales (22), caracterizado porque el travesaño adicional (20) puede desplazarse con respecto al travesaño (10) en, al menos, una tercera dirección (X) y puede girar alrededor de un eje (Z).
2. Elemento de manipulación según la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de aspiración por vacío adicionales (22) pueden someterse a depresión respectivamente por separado o en grupos independientemente unos de otros y/o independientemente de los elementos de aspiración por vacío (12).
3. Dispositivo de manipulación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los elementos de aspiración por vacío adicionales (22) están dispuestos en el travesaño adicional (20) en varias filas.
4. Elemento de manipulación según la reivindicación 3, caracterizado porque al menos dos de las filas están dispuestas en líneas que se cruzan.
5. Dispositivo de manipulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque éste presenta además un dispositivo de guiado (14), especialmente un pórtico, a lo largo del cual puede desplazarse el travesaño (10).
6. Dispositivo de manipulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el travesaño adicional (20) puede desplazarse a lo largo del travesaño (10) por medio de un accionamiento lineal.
7. Dispositivo de manipulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos de aspiración por vacío (12) del travesaño (10) y el travesaño adicional (20) pueden desplazarse unos respecto a otros en la tercera dirección (Z).
8. Dispositivo de manipulación según una de las reivindicaciones anteriores, en combinación con un centro de mecanizado para el mecanizado con arranque de virutas de piezas en forma de placa que se componen, al menos parcialmente, de madera, materiales derivados de la madera, plásticos o similares.
9. Dispositivo de manipulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque éste presenta además un dispositivo de control en el que se almacenan la geometría y la disposición de las piezas (2) en forma de placa a recoger o bien de las piezas sueltas (2'), a fin de controlar el funcionamiento del dispositivo de manipulación, estando preferiblemente el dispositivo de control también en contacto con el centro de mecanizado en relación con los datos.
10. Procedimiento para la manipulación de piezas (2, 2') en forma de placa utilizando un dispositivo de manipulación (1) según una de las reivindicaciones anteriores, con los siguientes pasos:
Separación de una pieza (1) en forma de placa que preferiblemente se compone, al menos parcialmente, de madera, materiales derivados de la madera, plásticos o similares, en una serie de piezas sueltas (2'),
Recogida de, como mínimo, una pieza suelta (2') por medio del dispositivo de manipulación (1), siendo recogida la, como mínimo, una pieza suelta (2') por elementos de aspiración por vacío adicionales (22), y
Colocación del travesaño adicional (20), antes de la recogida de, como mínimo, una pieza suelta (2') en una posición de giro y/o desplazamiento que se adapta a la situación y la geometría de la pieza suelta (2') a recoger.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el travesaño adicional (20) se coloca, antes de la recogida de, como mínimo, una pieza suelta (2'), en una posición de giro y/o desplazamiento en la que la superficie de ataque de los elementos de aspiración por vacío adicionales (22) en, como mínimo, una pieza suelta (2'), es máxima.
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