ES2314963T3 - Dispositivo de cambio de herramientas de herramienta para sistemas robotizados. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de cambio de herramientas (1) para sistemas robóticos, en especial para robots de soldadura, con dos placas de acoplamiento (2, 4) que pueden ser acopladas con sus caras posteriores (8), por un lado, a un robot y, por otro lado, a una herramienta, y que, en una disposición paralela, pueden ser unidas mecánicamente entre sí de forma desmontable mediante un dispositivo de enclavamiento en tres puntos en sus caras de acoplamiento (6) dirigidas una hacia la otra, pudiéndose montar en dichas placas de acoplamiento (2, 4) medios de conexión y de unión (12) para los conductos de unión eléctricos, hidráulicos y/o neumáticos, caracterizado porque ambas placas de acoplamiento (2, 4) son idénticas y realizadas con una base substancialmente triangular, estando dispuestas zonas de retención para elementos de enclavamiento (10) del mecanismo de enclavamiento en tres puntos en las zonas esquineras de las placas de acoplamiento (2, 4), así como zonas de retención para los elementos de unión separados (14) de los medios de conexión y de unión (12) en las zonas de los bordes de las placas de acoplamiento (2, 4).
Description
Dispositivo de cambio de herramientas para
sistemas robotizados.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de cambio de herramientas para sistemas robotizados, en
especial, para robots de soldadura, con dos placas de acoplamiento,
que se han de acoplar por sus caras posteriores, por un lado, a un
robot y, por otro lado, a una herramienta, y que en una disposición
paralela pueden ser unidas mecánicamente entre sí de forma
desmontable, mediante un dispositivo de enclavamiento, por tres
puntos en sus caras de acoplamiento dirigidas una hacia la otra,
estando montados o pudiéndose montar en dichas placas de
acoplamiento medios de conexión y de unión para los conductos de
unión eléctricos, hidráulicos y/o neumáticos.
Un dispositivo de cambio de herramientas de este
tipo se describe en la patente DE 37 05 123 A1. Las dos placas de
acoplamiento son piezas diferentes, adaptadas individualmente al
correspondiente lado de conexión. En la zona de sus superficies de
acoplamiento, las placas presentan elementos de unión para los
cables eléctricos y para los conductos de fluido. Los elementos de
unión están dispuestos en las placas de forma empotrada en huecos
individualmente diferentes, y también sus conexiones dan lugar a
realizaciones diferentes y especialmente adaptadas de cada una de
las dos placas. Debido a la colocación empotrada de los elementos de
unión y debido al debilitamiento del material resultante de ello,
las placas han de ser, además, relativamente gruesas a efectos de
asegurar la estabilidad necesaria para absorber las fuerzas y
momentos que se producen durante el funcionamiento. Todas estas
circunstancias también se traducen en costes bastante elevados.
La presente invención tiene como objetivo dar a
conocer un dispositivo de cambio de herramientas del tipo indicado
que sea especialmente compacto y económico, asegurando, sin embargo,
una buena estabilidad así como también una alta variabilidad para
adaptarse a diferentes aplicaciones.
De acuerdo con la invención, esto se consigue
mediante las características de la reivindicación 1. Las
características de realización ventajosas de la invención se
describen en las reivindicaciones dependientes.
Según la invención, ambas placas de acoplamiento
son, por lo tanto, idénticas y realizadas con una base
substancialmente triangular. "Substancialmente triangular"
significa en este caso que los costados no han de ser exclusivamente
rectilíneos, sino que también pueden ser convexos y/o cóncavos,
pudiendo estar preferentemente redondeadas las esquinas. Para los
elementos de enclavamiento del dispositivo de enclavamiento en tres
puntos hay zonas de retención dispuestas en las zonas esquineras de
las placas de acoplamiento. En los bordes laterales de las placas
de acoplamiento se pueden montar elementos de unión separados en las
zonas de retención como medios de conexión y de unión. De forma
preferente, los elementos de unión con segmentos de retención pueden
estar montados en una zona de borde de la placa de acoplamiento
correspondiente de tal manera que quedan dispuestos con los
segmentos de unión salientes lateralmente hacia fuera de las placas
de acoplamiento de forma triangular de la base. De esta forma la
zona central de la superficie de las placas de acoplamiento queda
libre, de manera que este espacio libre puede ser utilizado para
otros fines cuando sea preciso, por ejemplo, para pasos de
conductos. Debido a la distribución periférica de los elementos de
unión, además, se evita el debilitamiento de las placas debido a
los huecos, de manera que un grosor relativamente más reducido de
las placas será suficiente a efectos de garantizar una estabilidad
bastante elevada. Mediante el grosor reducido de las placas se
consigue que la altura de la construcción resulte ventajosamente
reducida, es decir, se consigue en su conjunto una construcción
compacta. Los elementos de unión de ambas placas de acoplamiento
están realizados en forma de conectores complementarios entre sí
que encajan uno dentro de otro y que presentan sus propias
conexiones para los conductos. Por lo tanto, las conexiones y las
correspondientes uniones de conductos, ventajosamente, no influyen
en la realización de las placas de acoplamiento. Los elementos de
unión realizados en forma de conectores o uniones de encaje definen
planos de separación que, preferentemente, coinciden
substancialmente con el plano de separación definido entre las
placas de acoplamiento.
Las placas de acoplamiento, que están realizadas
de forma idéntica, pueden ser fabricadas y dotadas de las piezas
requeridas en cada caso de forma sencilla y económica. Esto permite
también una alta variabilidad para adaptarlas a casos de aplicación
de diferente índole. Mediante la realización especial de simetría
radial se consigue una distribución de fuerzas favorable,
determinada estáticamente; en la zona central de la placa se evita,
por ejemplo, en gran medida un momento de flexión (momento de
flexión prácticamente igual a cero).
Otras realizaciones ventajosas de la invención
también se explicarán con más detalle en la siguiente
descripción.
Por medio de un ejemplo de realización
preferente, mostrado en los dibujos, se explicará la invención más
detalladamente. Estos muestran:
En la figura 1, un dispositivo de cambio de
herramientas, según la invención, en un estado apartado, separado
de un robot y de una herramienta, en una vista en perspectiva
mirando hacia la superficie de conexión del lado de la
herramienta;
En la figura 2, otra vista en perspectiva,
similar a la de la figura 1, mirando hacia la superficie de conexión
del lado del robot;
En la figura 3, una vista lateral en el sentido
de la flecha III, según la figura 1 ó según la figura 4;
En la figura 4, una vista en planta del lado de
la herramienta en el sentido de la flecha IV, según las figuras 1 y
3;
En la figura 5, una vista en planta del lado del
robot en el sentido de la flecha V, según las figuras 2 y 3;
En la figura 6, una sección transversal a través
del dispositivo de cambio de herramientas en el plano
A-A, según la figura 4, y
En la figura 7, una vista en perspectiva de una
placa de acoplamiento separada sin componentes fijados en ella.
En las diferentes figuras del dibujo las mismas
partes reciben la misma referencia.
Un dispositivo de cambio de herramientas (1),
según la invención, posee como componentes de soporte dos placas de
acoplamiento (2), (4). Cada placa de acoplamiento (2), (4) presenta
una cara de acoplamiento (6) y, opuesta a la misma, una cara
posterior (8). Una placa de acoplamiento (2) se puede acoplar con su
cara posterior (8) a un robot o un brazo robótico no mostrado. La
otra placa de acoplamiento (4) se puede acoplar con su cara
posterior (8) a una herramienta asimismo no mostrada. En una
disposición paralela con sus caras (6) dirigidas una hacia la otra,
las dos placas de acoplamiento (2), (4) pueden ser unidas entre sí
mecánicamente y de forma desmontable a través de un mecanismo de
enclavamiento en tres puntos, a cuyo efecto están dispuestos tres
elementos de enclavamiento (10) que se describirán con más detalla a
continuación. Además, en las placas de acoplamiento (2), (4) se
pueden fijar medios de conexión y de unión (12) para los conductos
de unión eléctricos, hidráulicos y/o neumáticos.
De acuerdo con la invención, ambas placas de
acoplamiento (2), (4) son idénticas y realizadas con una base
substancialmente triangular. En este contexto también se señala la
representación separada en la figura 7. En este caso, los tres
elementos de enclavamiento (10) del mecanismo de enclavamiento en
tres puntos han de ser dispuestos en las zonas esquineras de las
placas de acoplamiento (2), (4). Como medios de conexión y de unión
(12) se han de montar elementos de unión (14) separados en las zonas
del borde de las placas de acoplamiento (2), (4). A tal efecto, los
elementos de unión (14) están montados con segmentos de retención
(14a) en una zona del borde de la correspondiente placa de
acoplamiento (2) ó (4) de tal manera que con sus segmentos de unión
(14b) sobresalen lateralmente de las placas de acoplamiento (2), (4)
quedando éstos dispuestos en el exterior de la base triangular. De
esta manera, el estado acoplado, los elementos de unión (14) están
dispuestos con sus segmentos de unión (14b) salientes lateralmente
hacia afuera de las placas de acoplamiento (2), (4) (véase las
figuras 1, 2, 4 y 5). Los elementos de unión (14) están realizados
en forma de conectores complementarios entre sí de dos en dos,
presentando cada uno de ellos sus propias conexiones (16) para los
conductos. Tal como se desprende, en especial, de las figuras 3 y
6, los elementos de unión (14) presentan planos de separación, que
coinciden substancialmente con un plano de separación (18) definido
entre las placas de acoplamiento (2), (4).
Tal como se desprende, especialmente, de la
figura 7, cada placa de acoplamiento (2), (4) presenta en su zona
del borde, en especial en la zona de cada uno de sus tres costados
de triángulo, escotaduras similares (20) para recibir los segmentos
de retención (14a) de los elementos de unión (14). Estas escotaduras
(20) se aprecian también en las vistas en perspectiva de las
figuras 1 y 2. Cada placa de acoplamiento (2), (4) presenta en la
zona de cada escotadura (20), preferentemente, múltiples orificios
de montaje (22) para fijar de forma universal diferentes tipos de
elementos de unión (14). Las escotaduras (20) están dispuestas,
preferentemente, en las caras de acoplamiento (6) dirigidas una
hacia la otra de las placas de acoplamiento (2), (4) y están
conformadas en forma de ranura rectangular abierta hacia la cara de
acoplamiento (6) y lateralmente hacia el exterior. Esto proporciona
una muy buena accesibilidad para el montaje.
Tal como se desprende, asimismo, de la figura 7,
las placas de acoplamiento (2), (4) presentan en sus zonas
esquineras orificios (24) para el montaje de los elementos de
enclavamiento (10) del mecanismo de enclavamiento en tres puntos.
Tal como resulta, en especial, de la figura 6, en los orificios (24)
de la placa de acoplamiento (2) se han de montar clavijas de
enclavamiento (26) y en los orificios (24) de la otra placa de
acoplamiento (4) se han de montar los alojamientos (28) a modo de
casquillo para recibir las clavijas de enclavamiento (26). Como
elementos de enclavamiento (10) están dispuestos los enclavamientos
por bolas en sí conocidos, presentando cada clavija de
enclavamiento (26) bolas de bloqueo (30) desplazables radialmente
(figura 6) que, una vez introducida la clavija en el
correspondiente alojamiento (28), recubren radialmente el borde
trasero del orificio, siendo desplazadas radialmente hacia fuera
mediante un empujador desplazable (32). El empujador (32) puede ser
accionado mediante un medio de presión (neumático o hidráulico). A
tal efecto, las clavijas de enclavamiento (26) presentan en la cara
posterior (8) de la placa de acoplamiento (2) (véase las figuras 2
y 5) conexiones (31) para un medio de presión con conductos (33)
conectados a las mismas. Los conductos (33) pueden ser conducidos -
tal como se muestra en el dibujo - a través de la superficie trasera
de la placa, o bien quedar dispuestos al exterior de la
delimitación de las placas. Los detalles de los elementos de
enclavamiento por bolas (10) también están descritos por la patente
DE 37 05 123 A1 mencionada anteriormente; se hace referencia a
ello.
Según la realización preferente, mostrada en la
presente invención, las placas de acoplamiento (2), (4) tienen una
superficie en forma de triángulo regular equilátero,
preferentemente, con las esquinas redondeadas (34). Cada placa de
acoplamiento (2), (4) presenta, además, elementos de montaje (36) en
su zona interior de la superficie para su unión mecánica con un
robot o con una herramienta. En este caso, se trata en especial de
seis orificios de montaje que están dispuestos de forma distribuida
a lo largo de un círculo alrededor del centro del triángulo. En
cada orificio de montaje se puede fijar, según las figuras 1 hasta
3, un perno de retención (perno roscado) (38).
La invención no está limitada a los ejemplos de
realización mostrados y descritos en la presente memoria, sino que
comprende también todas las realizaciones definidas por las
reivindicaciones.
Claims (8)
1. Dispositivo de cambio de herramientas (1)
para sistemas robóticos, en especial para robots de soldadura, con
dos placas de acoplamiento (2, 4) que pueden ser acopladas con sus
caras posteriores (8), por un lado, a un robot y, por otro lado, a
una herramienta, y que, en una disposición paralela, pueden ser
unidas mecánicamente entre sí de forma desmontable mediante un
dispositivo de enclavamiento en tres puntos en sus caras de
acoplamiento (6) dirigidas una hacia la otra, pudiéndose montar en
dichas placas de acoplamiento (2, 4) medios de conexión y de unión
(12) para los conductos de unión eléctricos, hidráulicos y/o
neumáticos, caracterizado porque ambas placas de
acoplamiento (2, 4) son idénticas y realizadas con una base
substancialmente triangular, estando dispuestas zonas de retención
para elementos de enclavamiento (10) del mecanismo de enclavamiento
en tres puntos en las zonas esquineras de las placas de
acoplamiento (2, 4), así como zonas de retención para los elementos
de unión separados (14) de los medios de conexión y de unión (12) en
las zonas de los bordes de las placas de acoplamiento (2, 4).
2. Dispositivo de cambio de herramientas, según
la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de
unión (14) pueden ser fijados con sus segmentos de retención (14a)
en una zona del borde de la correspondiente placa de acoplamiento
(2, 4) y han de ser dispuestos con sus segmentos de unión (14b) de
forma que éstos sobresalgan lateralmente de las placas de
acoplamiento (2, 4).
3. Dispositivo de cambio de herramientas, según
la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los elementos
de unión (14) de las dos placas de acoplamiento (2, 4) están
realizados en forma de pares de conectores complementarios entre sí
que encajan uno dentro de otro y que presentan sus propias
conexiones (16) para los conductos, y cuyos planos de separación
coinciden, preferentemente, de forma substancial con un plano de
separación (18) definido entre las placas de acoplamiento (2,
4).
4. Dispositivo de cambio de herramientas, según
la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque cada placa de
acoplamiento (2, 4) presenta en su zona de borde, en especial, en la
zona de tres costados de triángulo, escotaduras (20) idénticas para
recibir los segmentos de retención (14a) de los elementos de unión
(14), presentando cada placa de acoplamiento (2, 4) en la zona de
cada escotadura (20), preferentemente, múltiples orificios de
montaje (22).
5. Dispositivo de cambio de herramientas, según
la reivindicación 4, caracterizado porque las escotaduras
(20) están dispuestas en las caras (6) de las placas de acoplamiento
(2, 4) que están dirigidas una hacia la otra, y están realizadas en
forma de ranura rectangular abierta hacia la cara de acoplamiento
(6) y lateralmente hacia el exterior.
6. Dispositivo de cambio de herramientas, según
una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las
placas de acoplamiento (2, 4) presentan en las zonas esquineras
orificios (24) para los elementos de enclavamiento (10) del
mecanismo de enclavamiento en tres puntos, estando retenidas o
pudiéndose fijar en los orificios (24) de la placa de acoplamiento
(2) las clavijas de enclavamiento (26) y en los orificios (24) de la
otra placa de acoplamiento (4) los alojamientos (28) para las
clavijas de enclavamiento (26).
7. Dispositivo de cambio de herramientas, según
una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las
placas de acoplamiento (2, 4) tienen la superficie en forma de un
triángulo equilátero, preferentemente, con las esquinas redondeadas
(34).
8. Dispositivo de cambio de herramientas, según
una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque cada
placa de acoplamiento (2, 4) presenta en la zona interior de su
superficie elementos de montaje (36) para su acoplamiento mecánico
a un robot o a una herramienta.
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