RICOLFE VIALA, Carlos (Universidad Politécnica de Valencia, CTT - Edif. 6GCamino de Vera s/n, Valencia, E-46022, ES)
SÁNCHEZ SALMERÓN, José Antonio (Universidad Politécnica de Valencia, CTT - Edif. 6GCamino de Vera s/n, Valencia, E-46022, ES)
VALERA FERNÁNDEZ, Ángel (Universidad Politécnica de Valencia, CTT - Edif. 6GCamino de Vera s/n, Valencia, E-46022, ES)
VENDRELL VIDAL, Eduardo (Universidad Politécnica de Valencia, CTT - Edif. 6GCamino de Vera s/n, Valencia, E-46022, ES)
ZOTOVIC, Ranko (Universidad Politécnica de Valencia, CTT - Edif. 6GCamino de Vera s/n, Valencia, E-46022, ES)
MELLADO ARTECHE, Martín (Universidad Politécnica de Valencia, CTT - Edif. 6GCamino de Vera s/n, Valencia, E-46022, ES)
RICOLFE VIALA, Carlos (Universidad Politécnica de Valencia, CTT - Edif. 6GCamino de Vera s/n, Valencia, E-46022, ES)
SÁNCHEZ SALMERÓN, José Antonio (Universidad Politécnica de Valencia, CTT - Edif. 6GCamino de Vera s/n, Valencia, E-46022, ES)
VALERA FERNÁNDEZ, Ángel (Universidad Politécnica de Valencia, CTT - Edif. 6GCamino de Vera s/n, Valencia, E-46022, ES)
VENDRELL VIDAL, Eduardo (Universidad Politécnica de Valencia, CTT - Edif. 6GCamino de Vera s/n, Valencia, E-46022, ES)
ZOTOVIC, Ranko (Universidad Politécnica de Valencia, CTT - Edif. 6GCamino de Vera s/n, Valencia, E-46022, ES)
REIVINDICACIONES
1.- Dispositivo de alimentación de micropiezas, que com- prende :
• un almacén de entrada de micropiezas (1) que cuenta con medios para el avance de las mismas (1) hacia una guia de salida, • una guia de salida (2) con al menos un canal de transporte (2.1) de las micropiezas (1),
• medios de excitación mecánica (4) de la guia de salida (2) para la manipulación de la velocidad de desplazamiento de la micropieza (1) a lo largo del canal de transporte (2.1) que comprenden una entrada para la determinación de los parámetros de la vibración mecánica,
• un dispositivo de captación visual (6) para la determinación de la velocidad de desplazamiento de la micropieza (1) a lo largo del canal de transporte,
• unos medios de regulación (7) que en función de la velocidad de desplazamiento tomada por el captador visual (6) pueden variar los parámetros de vibración de los medios de excitación mecánica (4) para la adaptación a una velocidad objetivo de alimentación de la micropieza (1).
2.- Dispositivo de alimentación de micropiezas, según la reivindicación 1, caracterizado porque el almacén de en- trada de micropiezas (1) comprende un primer depósito (3.1) y un segundo depósito (3.2) estando ambos conectados por un brazo de descarga (3.1.1), alimentando el segundo depósito (3.2) a la guia de salida (2).
3.- Dispositivo de alimentación de micropiezas, según la reivindicación 2, caracterizado porque tanto el primer depósito (3.1) de micropiezas (1) como el brazo de descarga (3.1.1) entre el primer y el segundo depósito (3.2) comprenden medios de excitación mecánica (5) . 4.- Dispositivo de alimentación de micropiezas, según la reivindicación 2, caracterizado porque el brazo de descarga (3.1.1) entre el primer depósito (3.1) y el segundo depósito (3.2) posee inclinación.
5.- Dispositivo de alimentación de micropiezas, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de excitación mecánica (4) de la guia de salida (2) comprenden un piezoeléctrico.
6.- Dispositivo de alimentación de micropiezas, según las reivindicaciones 2 y 5, caracterizado porque los medios de excitación mecánica (4) actúan adicionalmente sobre el segundo depósito (3.2).
7.- Dispositivo de alimentación de micropiezas, según la reivindicación 1, caracterizado porque los parámetros de la vibración mecánica sobre los que actúan los medios de regulación (7) son la frecuencia, la amplitud de onda o el tipo de onda o combinaciones de los anteriores.
8.- Dispositivo de alimentación de micropiezas, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un dispositivo emisor de luz sobre las paredes del canal (2.1) de transporte de la guia (2) de modo que sobre una de las paredes (2.1.1) se crea un reflejo del haz de luz y sobre la otra (2.1.2) una sombra.
9.- Dispositivo de alimentación de micropiezas, según la reivindicación 1, caracterizado porque la guia de trans- porte (2) comprende inclinación favoreciendo el avance de la micropieza (1) .
10.- Método de alimentación de micropiezas, caracterizado porque comprende un flujo controlado de micropiezas (1) que son transportadas por efecto de una vibración mecánica variable de modo que se lleva a cabo al menos una lectura de la velocidad de desplazamiento de la micropieza (1) en la salida y se establece al menos una realimentación para la regulación de los parámetros de la vibración en función de una velocidad objetivo de alimentación de la micropieza (1) .
11.- Método de alimentación de micropiezas, según la reivindicación 10, caracterizado los parámetros de la vibración mecánica sobre los que se establece una regulación son la frecuencia, la amplitud de onda o el tipo de onda o combinaciones de los anteriores.
12.- Método de alimentación de micropiezas, según la reivindicación 10, caracterizado porque el flujo de micropiezas (1) comprende sendas etapas de almacenamiento, una primera a granel y una segunda limitada. 13.- Método de alimentación de micropiezas, según la reivindicación 10, caracterizado porque las micropiezas (1) son adicionalmente transportadas por efecto de la gravedad. |
DISPOSITIVO Y MéTODO DE ALIMENTACIóN DE MICROPIEZAS
DESCRIPCIóN
OBJETO DE LA INVENCIóN
La presente invención se refiere a un dispositivo utilizado para la alimentación de micropiezas .
El dispositivo objeto de la invención posee aplicación en el sector de la técnica relativo a la alimentación de microcomponentes electrónicos, mecánicos u ópticos .
El dispositivo de alimentación de micropiezas comprende unos medios que dotan a las micropiezas con una orientación adecuada para su ubicación destino asi como unos medios que permiten actuar sobre su velocidad de dispensación.
Es también objeto de la presente invención el método de alimentación de micropiezas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN
La alimentación de micropiezas en las tareas de manipulación para la fabricación, inspección, paletiza- do, ensamblado, etc, es un importante cuello de botella en el proceso de automatización de las mismas, ya que el tamaño de las piezas, en el entorno de 0.5 mm a 5.0 mm, introduce problemas adicionales a los comúnmente encontrados en la manipulación de piezas de mayor tamaño. Esencialmente los problemas técnicos a resolver son los efectos adhesivos entre las micropiezas a alimentar, que no son despreciables debido al bajo peso de las mismas y
la velocidad de alimentación de las micropiezas que dificulta el transporte, selección y orientación adecuados.
Es conocido que en la alimentación de piezas de mayor tamaño se utilizan sistemas alimentadores vibratorios que sin embargo no son adecuados en este tipo de aplicaciones relativas a micropiezas. Otro método conocido de alimentación de micropiezas es el de la secuen- cia de piezas situadas en una cinta transportadora que es observada por una cámara y cuya información adquirida es procesada por un robot que toma los componentes y los manipula, con un tiempo de ciclo de pick&place mínimo de un segundo.
La presente invención resuelve los anteriores problemas técnicos mediante un dispositivo adecuado para la alimentación de micropiezas que dispone de unos medios que dispensan las mismas de forma sucesiva y con una orientación y velocidad adecuada a su ubicación final pudiendo obtenerse una frecuencia de salida de hasta 10 piezas por segundo según sus características geométricas y de tipo de materiales.
DESCRIPCIóN DE LA INVENCIóN
El dispositivo y método de alimentación de micropiezas objeto de la invención tienen especial aplicación en la alimentación de microcomponentes como parte integrante de un sistema de micromanipulación. Un posible ejemplo de aplicación es la dosificación de estos microcomponentes en celdas de una paleta o palet, de manera que se simplifican las posteriores tareas de manipulación en estaciones de inspección o ensamblado. En este posible ejemplo de aplicación el dispositivo de
alimentación puede situarse a continuación de la salida de una prensa de conformado de microcomponentes .
El dispositivo objeto de la invención comprende:
• un almacén de entrada de micropiezas que cuenta con medios para el avance de las mismas hacia una guia de salida.
• Una guia de salida con al menos un canal de transporte a través del cual avanzarían las micropiezas. El canal de transporte está esencialmente destinado a controlar la orientación de salida de la micro- pieza y su dosificación de forma unitaria.
• Medios de excitación mecánica de la guía de salida para manipular el transporte de la micropieza a lo largo del canal de transporte. De este modo las micropiezas se desplazan a través del canal de la guía por efecto de la vibración. Estos medios comprenden una entrada para la determinación de los parámetros de vibración, de modo que es posible variar estos parámetros, variando de esta manera la velocidad de desplazamiento de la micropieza a lo largo del canal de transporte.
• Un dispositivo de captación visual destinado a determinar la velocidad de desplazamiento de la micropieza a lo largo del canal de transporte, que puede adquirir datos relativos a la posición de la micropieza respecto al tiempo. Podría también cumplimentar además tareas de control de calidad detectando alteraciones morfológicas de la micropieza que no estén dentro de las especificaciones y tole- rancias admitidas.
• Y finalmente, unos medios de regulación que en función de la velocidad de desplazamiento de la micro- pieza tomada por el captador visual pueden variar los parámetros de vibración de los medios de excitación mecánica para la adaptación a una velocidad objetivo de alimentación de la micropieza.
De esta manera, el dispositivo de alimentación objeto de la invención realiza un control de la velocidad de la calda de las micropiezas durante su trayecto por el canal de transporte de la guia de salida en función de los requisitos del sistema.
Es también objeto de la presente invención el método de alimentación de micropiezas que se caracteriza porque comprende un flujo controlado de micropiezas que son transportadas por efecto de una vibración mecánica variable de modo que se lleva a cabo al menos una lectu- ra de la velocidad de desplazamiento de la micropieza en la salida y se establece al menos una realimentación para la regulación de los parámetros de la vibración en función de una velocidad objetivo de alimentación de la micropieza.
DESCRIPCIóN DE LOS DIBUJOS
Se complementa la presente memoria descriptiva, con unos planos, ilustrativos del ejemplo preferente y nunca limitativos de la invención.
La figura 1 es una representación esquemática en vista lateral de un ejemplo de realización del dispositivo de alimentación de micropiezas objeto de la inven- ción.
La figura 2 es una representación esquemática en planta del ejemplo de realización correspondiente a la figura 1.
La figura 3 es una representación esquemática de una vista frontal de la guia de salida junto con los medios de almacenamiento correspondiente al ejemplo de realización mostrada en las figuras 1 y 2.
REALIZACIóN PREFERENTE DE IA INVENCIóN
El ejemplo de realización mostrado en las figuras podría estar destinado a alimentar una paleta (8) o palet que consiste en una pequeña bandeja capaz de almacenar cientos de micropiezas sobre su superficie. Cada celda del palet (8) posee una forma adecuada a la micro- pieza que va a ser ubicada en la misma. Las paletas (8) pueden poseer dos grados de libertad de modo que las celdas vacias se situarían exactamente bajo la salida del dispositivo de alimentación objeto de la invención cayendo las piezas directamente sobre la celda. Otras aplicaciones pueden ser posibles para el dispositivo de alimentación objeto de la invención.
En este ejemplo de realización el movimiento del palet (8) estarla sincronizado con los parámetros que determinan la velocidad de alimentación del dispositivo de modo que éste proporcione una velocidad adecuada de salida de la micropieza (1) en función del tiempo de po- sicionamiento de la celda objetivo del palet (8) bajo la guia de salida (2) .
La geometría del canal (2.1) de la guia (2) es- tara en función de la geometría de la micropieza (2) a
suministrar.
En la figura 1 el almacén de micropiezas (1) comprende un primer depósito (3.1) y un segundo depósito (3.2) estando ambos conectados por un brazo de descarga (3.1.1) . El segundo depósito (3.2) alimenta a la guia de salida (2) . El brazo de descarga (3.1.1) entre el primer depósito (3.1) y el segundo depósito (3.2) es de mayor anchura que el canal de transporte (2.1) de la guia de salida (2) ya que realiza una primera alimentación cuyo objetivo es que el segundo depósito (3.2) no se sature por micropiezas (1) alimentadas, por ejemplo, directamente de una prensa. De esta manera, se tiene un mayor control del flujo en el segundo depósito (3.2) lográndo- se evitar colapsos.
Según el dispositivo descrito en la realización preferente el flujo de micropiezas (1) comprende sendas etapas de almacenamiento, una primera a granel y una se- gunda limitada.
Tanto el primer depósito (3.1) de micropiezas (1) como el brazo de descarga (3.1.1) entre el primer (3.1) y el segundo depósito (3.2) comprenden medios de excitación mecánica (5) para el desplazamiento de las micropiezas (1) . Adicionalmente tanto el brazo de descarga (3.1.1) como el canal de transporte (2.1) pueden poseer una inclinación que también favorezca el desplazamiento de las micropiezas (1) . De este modo las micro- piezas (1) son adicionalmente transportadas por efecto de la gravedad.
En la realización preferente el dispositivo de vibración del primer depósito (3.1) es controlable de forma discreta, es decir, o actúa o no actúa, aunque
comprende medios que permiten prefijar su frecuencia de vibración. Sin embargo, el dispositivo de vibración (4) correspondiente al segundo depósito (3.2) es controlable y hace vibrar tanto el depósito (3.2) como la guia (2) de salida. En la realización preferente este dispositivo de vibración (4) puede materializarse en un piezoeléc- trico.
En el ejemplo de realización el primer depósito (3.1) puede ser semicónico facilitando asi la entrada y alimentación de micropiezas (1) . Asimismo el segundo depósito (3.2) posee una forma cónica de modo que se facilita la entrada de la micropieza (1) procedente del brazo de carga (3.1.1) y la dispensación de una en una hacia la guia de salida (2) .
Los parámetros de la vibración mecánica sobre los que actúan los medios de regulación (7) son la frecuencia, la amplitud de onda o el tipo de onda o combi- naciones de los anteriores.
La variación en frecuencia y/o amplitud de la vibración proporciona entonces que varié la velocidad a la que la micropieza (1) recorre el canal (2.1) de la guia (2) . La frecuencia y vibración adecuadas se determinan también en función de la geometría del tipo de micropieza (1) y del tipo de material de la misma ya que estos parámetros influyen en la velocidad de desplazamiento de la micropieza (1) .
Uno de los problemas que debe resolver el sistema de visión (6) es la detección de la micropieza (1) para el cálculo de su velocidad de desplazamiento. Sin embargo, algunas micropiezas (1) pueden poseer un color que hace que no exista contraste con la guia de trans-
porte (2) con lo que el dispositivo de visión (6) tiene dificultad para la detección de la micropieza (1) . Para resolver este problema técnico el canal (2.1) de la guia
(2) comprende sus paredes laterales (2.1.1) inclinadas de modo que un dispositivo emisor de luz (9) emite un haz de luz que se proyecta sobre el canal (2.1) aplicándose en una de las paredes laterales (2.1.1) un reflejo y en la otra pared (2.1.2) una sombra permitiendo la detección de la micropieza (1), por un lado, por la sombra que proyecta la micropieza (1) en la pared lateral
(2.1.1) que recibe el reflejo y por otro por la existencia de un contraste entre una micropieza (1) que fuera oscura sobre la pared (2.1.1) reflejada o una micropieza
(1) que fuera clara sobre la pared (2.1.2) en sombra, ayudando este segundo modo a una detección redundante de la micropieza (1) además de cualquier variación de color de la misma (1) .
El cálculo de la velocidad de calda o de trans- porte de la micropieza (1) por el canal (2.1) de la guia
(2) de salida por parte del dispositivo de captación (6) se puede realizar mediante una única lectura de la velocidad de la micropieza (1) o mediante varias lecturas de la misma tomadas durante el desplazamiento de la micro- pieza (1) a lo largo del canal de transporte (2.1) . La necesidad de tomar varias lecturas de la velocidad de la micropieza (1) se deriva del hecho de que la misma (1) puede recibir perturbaciones que modifiquen el modelo de calda, por ejemplo, la carga estática de la micropieza (1) o la interacción entre dos micropiezas (1) de modo que una se vea empujada por otra. Esto hace que la velocidad de calda o de transporte previamente ajustada, modificando los parámetros de la vibración, difiera de la velocidad objetivo haciendo necesario un nuevo reajuste de la velocidad a la velocidad objetivo buscada.
El cálculo mediante el dispositivo de captación visual (6) de la velocidad de transporte de la micropie- za (1) en la guia de salida (2) se puede realizar mediante la toma de la posición de al menos dos puntos de la micropieza (1) y el tiempo que tarda en recorrer el espacio entre esos dos puntos.