Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SYSTEM FOR MEASURING AND PLACING SPACERS IN AUTOMOBILE STEERING COLUMNS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/125119
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention describes a system for measuring and placing spacers in automobile steering columns, which has the feature of being an autonomous system formed by various modules comprising a module configured to: read, by means of a scanner, information in codes printed on automobile steering columns; acquire data by means of sensors that physically measure characteristics of parts to be assembled; interpret and select suitable parts by means of a data processor. At the same time, the system takes the indicated part from a feeder disposed to place same in a verifier that confirms that the selected part is the correct one, subsequently placing same in the assembly part. The possibility of the placed piece moving from its position is eliminated by means of the placement of grease. The configuration of the system for measuring and placing spacers in automobile steering columns eliminates errors related to the selection of parts in the assembly, reducing the process times, as human labour is not involved. Operation costs are therefore lower.

Inventors:
LOZANO CASTILLO, Edgar Rosendo (Circuito Esteban de Antuñano No. 1 Manzana 4, Colonia TerceroHuejotzing, Puebla ., 74160, MX)
Application Number:
MX2017/000176
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
December 20, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
THYSSENKRUPP PRESTA DE MÉXICO S.A. DE C.V. (Circuito Esteban de Antuñano No. 1 Manzana 4, Colonia TerceroHuejotzing, Puebla ., 74160, MX)
International Classes:
B62D65/02; B62D1/16; G05B19/418
Foreign References:
US5386621A1995-02-07
JPH0628989B21994-04-20
US20140283353A12014-09-25
US20030005594A12003-01-09
DE10342628A12005-04-07
US4301959A1981-11-24
Attorney, Agent or Firm:
ÁLVAREZ TORNEL, Eduardo (Tezozomoc No. 4377, Colonia Jardines del SolZapopa, Jalisco ., 45050, MX)
Download PDF:
Claims:
REIVINDICACIONES

1. Un sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz,, caracterizado porque comprende: una banda transportadora (1) que tiene instalado tiene instalado un motor (2), preferentemente en alguno de los costados, dispuesto para transmitir el giro a un eje (3) que está instalado en el interior de la banda trasportadora (1), y que está configurado para dar tracción a, al menos, una banda elástica (4) que está instalada en los costados longitudinales de la parte superior de la banda transportadora (1), esta disposición es para el traslado de charolas; al menos, un sensor (5) está instalado en la parte superior de la banda transportadora (1), dicho sensor está configurado para el avance y paro sincronizado de las charolas en las diferentes etapas del proceso; al menos, un módulo de escaneo (6) se encuentra instalado por medio de un soporte (7) en la parte superior de la banda transportadora (1) , donde, el soporte (7) está configurado para sujetar un brazo de ajuste (8) en el extremo superior, y en su extremo inferior se fija una base (9); un escáner (10) se ínstala en la parte inferior de la base (9) y está dispuesto para la lectura del código grabado en la flecha de tracción automotriz; los componentes del módulo de escaneo (6) se fijan por unos medios de sujeción (no ilustrados) ; un módulo de medición de tapa (11) se encuentra instalado en la parte superior de la banda transportadora (1) , inmediatamente después del módulo de escaneo (6), dicho módulo de medición está configurado para determinar la altura de la tapa desde el eje de referencia de la tapa hasta la superficie de la misma, por medio de, al menos, un palpador (12) configurado para verificar que la lectura tomada por el escáner (10) sea la correcta; un posicionador de altura (no ilustrado) está configurado para que el módulo de medición de tapa (11) descienda hasta donde se encuentra la tapa; se coloca a un lado del módulo de medición de tapa (11) y está configurado para recibir la información obtenida del escáner (10) y del palpador (12), y está dispuesto para seleccionar el espaciador que cumpla con el espesor indicado para ser colocado en la tapa; al menos, dos alimentadores (14) están instalados en la parte posterior del módulo de selección y colocación de espaciadores (13) dispuestos para colocar en su interior espaciadores de diferentes espesores; un sujetador (15) que se desplaza a través de un riel (16) están instalados en la parte frontal del módulo de selección y colocación de espaciadores (13), dicho sujetador (15) está configurado para tomar el espaciador del alimentador (14) y colocarlo en el interior de la tapa de manera automática después de que un módulo de verificación (18) instalado preferentemente en un costado del módulo de selección y colocación de espaciadores (13), corrobore que el espaciador tomado por el sujetador (15) sea el correcto, esto lo hace por medio de una mordaza (19), dispuesta para sujetar el espaciador de la parte superior e inferior, la apertura y el cierre de la mordaza (19) se realiza por medio de suministro neumático que es alimentado por, al menos, dos entradas neumáticas (20) , y así verificar que el espesor sea de la medida adecuada; el módulo de verificación (18) se sujeta por medio de una columna (21) al módulo de selección y colocación de espaciador (13), la cual se fija por unos medios de sujeción (no ilustrados); al menos, dos focos indicadores (17) instalados en la parte frontal superior del módulo de selección y colocación de espaciadores (13) están configurados para indicar si los alimentadores (14) se quedaron sin espaciadores lo cual detiene automáticamente el proceso hasta que se carguen de producto nuevamente; un módulo de engrasado {22} instalado en la parte superior de la banda transportador (1), inmediatamente después del módulo de medición de tapa (11) está conformado por, al menos, dos válvulas de pulso (23) , las cuales están configuradas para colocar grasa en la tapa evitando que el espaciador colocado se mueva de su posición; y, al menos, dos to as neumáticas (24) instaladas en la parte posterior del módulo de engrasado (22), están dispuestas para inyectar aire comprimido para la expulsión de grasa a través de las válvulas de pulso (23), y un regulador (25) instalado en la parte superior de las válvulas de pulso (23) está configurado para dosificar la cantidad de grasa que es inyectada dentro de las tapas.

2. El sistema de la reivindicación 1 caracterizado porque, la banda transportadora (1) es preferentemente de aluminio .

3. El sistema de la reivindicación 1 caracterizado porque, el sensor (5) puede ser mecánico, óptico o infrarrojo.

4. El sistema de la reivindicación 1 caracterizado porque, el soporte (7) que preferentemente es un ángulo de acero.

5. El sistema de la reivindicación 1 caracterizado porque, los medios de sujeción (no ilustrados) que se utilizan para fijar y/o ensamblar distintas partes del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz pueden ser remaches, tornillos, pernos, grapas, mecanismos machihembrados, sistemas magnéticos y/o la combinación de los anteriores.

Description:
SISTEMA DE MEDICIÓN Ί COLOCACIÓN DE ESPACIADORES EN FLECHAS DE DIRECCIÓN AUTOMOTRIZ

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con el campo técnico de la mecánica, el control lógico programable, la automatización y la neumática, y más especificamente con el campo técnico automotriz ya que aporta un sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

El sector automotriz está convertido en una de las industrias más importantes de la era moderna; su importancia radica en el efecto social y económico que provoca. En particular, el desarrollo de la industria de las ensambladoras en países como México es un fenómeno que debe consolidarse .

Dentro del campo de armado de partes automotrices se encuentra el de todos los sistemas y mecanismos encargados del funcionamiento óptimo de un vehículo, entre ellos el armado del sistema de dirección.

La caja de dirección es uno de los más grandes avances tecnológicos ideados dentro del mundo automotriz, la dirección es uno de los sistemas más importantes en el vehículo, dado que de este elemento depende la seguridad de las personas. El conjunto de mecanismos que componen el sistema de dirección tiene la misión de orientar las ruedas delanteras para que el vehículo to e la trayectoria deseada por el conductor. En la actualidad el sistema de dirección empleado por los vehículos utiliza rótulas para conectar las manguetas con los brazos de la suspensión y con los tirantes de la dirección.

En el contexto de la globalización, en los países en desarrollo y los industrializados, se dieron cambios en las industrias y en las empresas que incrementaron la competencia y que dieron como resultado un modelo conocido como producción flexible. Este modelo es caracterizado por la producción estandarizada, grandes volúmenes que aprovechan las economías de escala, uso de maquinaria especializada, trabajadores con baja calificación, grandes corporaciones basadas en inversión extranjera directa y plantas multinacionales con una estructura centralizada.

Se realizó una búsqueda técnica de patentes para sistemas de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz, donde se encontró que se han desarrollado diferentes métodos para este fin, como se menciona en la publicación de solicitud de patente número US 2002/0121014 Al, con fecha de publicación del 05 de septiembre de 2002, que tiene como título "MÉTODO DE CONSTRUCCIÓN DE ENSAMBLAJE DE COLUMNA DE DIRECCIÓN DE VEHÍCULO AJUSTARLE EN LONGITUD", que describe un método para construir un conjunto de columna de dirección del vehículo a ustable, donde sus pasos son proporcionar un miembro de columna de dirección interior y un miembro de columna de dirección exterior, montar el miembro de columna de dirección interna en el miembro de columna de dirección externa mediante un caequillo, fijando el caequillo adhesivo en el miembro exterior de la columna de dirección y que tiene el miembro interior de la columna de dirección instalada deslizablemente en su interior de manera que los dos miembros de la columna de dirección son relativamente ajustables axialmente.

Por otra parte,, se encontró la publicación de solicitud de patente número EP 1972523 A2, con fecha de publicación del 24 de septiembre de 2008, que describe un método para formar un conjunto de columna de dirección que incluye disponer la camisa interior en la camisa exterior y disponer la calza entre las camisas interior y exterior. El método incluye además insertar una composición líquida termoendurecible en la camisa exterior entre la camisa exterior y la calza; y, por último, curar la composición líquida termoendurecible para formar la carga.

Como se puede observar, los documentos anteriormente mencionados, hacen referencia a métodos de armado de flechas de dirección, los cuales describen columnas con efecto telescópico o retráctil, pero no hacen referencia de contar con algún elemento que absorba la vibración al momento de la conducción, tampoco existe evidencia de que las flechas de dirección sean ensamblados de manera automatizada por uno o más sistemas inteligentes, donde durante el proceso de armado no involucre la intervención de la mano del hombre, acelerando el tiempo de armado, y elimine los defectos.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Es, por lo tanto, objeto de la presente invención, proporcionar un sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz, que resuelve los problemas anteriormente mencionados. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Los detalles característicos de este novedoso sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz se muestran claramente en la siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, así como una ilustración de aquella, y siguiendo los mismos signos de referencia para indicar las partes mostradas. Sin embargo, dichas figuras se muestran a manera de ejemplo y no deben de ser consideradas como limitativas para la presente invención.

La figura 1 muestra una vista lateral izquierda de la banda transportadora del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz.

La figura 2 muestra una vista superior de la banda transportadora del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva del módulo de escaneo del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz .

a figure-i 4 muestra una vista frontal del módulo de escaneo del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz .

a figura 5 muestra una vista en perspectiva del módulo de medición de tapa del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz.

.a figura 6 muestra una vista frontal del módulo de medición de tapa del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz .

La figura muestra una vista superior del módulo de medición de tapa del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz .

La figura 8 muestra una vista en perspectiva del módulo de selección y colocación de espaciador del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz .

La figura 9 muestra una vista frontal del módulo de selección y colocación de espaciador del sistema de medición y olocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz.

La figura 10 muestra una vista posterior del módulo de selección y colocación de espaciador del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz ,

La figura 11 muestra una vista en perspectiva del módulo de verificación de espaciador del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz.

La figura 12 muestra una vista lateral izquierda del módulo de verificación de espaciador del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz.

La figura 13 muestra una vista en perspectiva del módulo de engrasado del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz ,

La figura 14 muestra una vista lateral derecha del módulo de engrasado del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz .

figura 15 muestra una vista en perspectiva del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz, figura 16 muestra una vista frontal del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz,

stra una vista posterior del sistema de .on y colocación de espaciadores er flechas de dirección automotriz.

La figura .8 muestra una vísta superior del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Para una mejor comprensión de la invención, a continuación, se enlistan las partes que componen el sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz :

1. Banda transportadora

2. Motor

3. h j ~¡ ø

Banda elástic

5. Sensor

6. Módulo de escaneo

7. Soporte

8. Brazo de ajuste

9. Base

10. Escáner

11. Módulo de medición de tapa

12. Palpador

13. Módulo de selección y colocación de espaciador 14. Alimentadores

15. Sujetador

16. Riel

17. Focos indicadores

18. Módulo de verificación

19. Mordaza

20. Entradas neumáticas

21. Columna

22. Módulo de engrasado

23. Válvulas de pulso

24. Tomas neumáticas

25. Regulador

Con referencia a las figuras, el sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz está conformado por, una banda transportadora (1) preferentemente de aluminio, por medio de la cual se transportan las charolas donde se colocan las piezas que integran el ensamble de las flechas de dirección automotriz . La banda transportadora (1) tiene instalado un motor (2), preferentemente en alguno de los costados, y dispuesto para transmitir el giro a un eje (3) que está instalado en el interior de la banda trasportadora (1), y que está configurado para dar tracción a, al menos, una banda elástica (4) que está instalada en los costados longitudinales de la parte superior de la banda transportadora (.1), dispuesta para el traslado de charolas.

Al menos, un sensor (5), que puede ser mecánico, <óptico o infrarrojo, está instalado en la parte superior de la banda transportadora (1), esta configuración permite el avance y el paro sincronizado de las charolas con las pi ezas de ensamble de manera automática, en cada etapa del proceso evitando asi que colisionen durante el ensamblado. Al menos, un módulo de escaneo (6) se encuentra instalado por medio de un soporte (7) que preferentemente es un ángulo de acero y está dispuesto en la parte superior de la banda transportadora (1), dicho soporte (7) está configurado para sujetar un brazo de ajuste (8) en el extremo superior, y en su extremo inferior se fija una base (9) . Un escáner (10) se instala en la parte inferior de la base (9); esta configuración permite leer un código que se encuentra grabado en la flecha de dirección automotriz la cual pasa en la charola de piezas de ensamble por medio de la banda transportadora (1), y por medio del sensor (5) se detiene quedando alineado con el módulo de escaneo (6); con esto se evita la intervención de personal, lo cual reduce errores y acelera el proceso.

El soporte (7), el brazo de ajuste (8), la base (9) y el escáner (10) del módulo de escaneo (6) están configurados para dar soporte y ajustar la altura necesaria para que el escáner (10) realice la lectura correcta; los componentes del módulo de escaneo (6) se instalan por unos medios de sujeción (no ilustrados) .

Un módulo de medición de tapa (11) se encuentra instalado en la parte superior de la banda transportadora (1), inmediatamente después del módulo de escaneo (6), y está configurado para determinar la altura de la tapa desde el eje de referencia de la tapa hasta la superficie de la misma, por medio de al menos, un palpador (12) ; el módulo de medición (11) desciende por medio de un posicionador de altura (no ilustrado) que está configurado para llegar a la tapa y realizar la medición por medio del palpador (12), el cual una vez que realizó la medida, se posiciona nuevamente en la parte superior de la banda transportadora (1); ésta configuración verifica que la medida tomada por el escáner (10) sea la correcta permitiendo la disminución de tiempo, ya que no es necesaria la toma de medidas por personas.

Un módulo de selección y colocación de espaciador (13) se coloca a un lado del módulo de medición de tapa (11) y está configurado para recibir la información obtenida del escáner (10) y del palpador (12), para posteriormente seleccionar el espaciador que cumpla con el espesor indicado, para inmediatamente colocarlo en la tapa.

El módulo de selección y colocación de espaciador (13) está conformado por, al menos, dos alimentadores (14) instalados en la parte posterior de dicho módulo de selección, y están dispuestos para colocar en su interior espaciadores de diferentes espesores para instalarlos en las tapas; una vez que se determinó cual es el espaciador correcto, un sujetador (15) que se desplaza a través de un riel (16) instalado en la parte frontal del módulo de selección y colocación de espaciadores (13); dicho sujetador (15) toma el espaciador del alimentador (14), para posteriormente por medio de un módulo de verificación (18) instalado preferentemente en un costado del módulo de selección y colocación de espaciadores (13), corrobore que el espaciador tomado por el sujetador (15) sea el correcto, esto lo hace por medio de una mordaza (19), dispuesta para sujetar el espaciador de la parte superior e inferior, la apertura y el cierre de la mordaza (19) se realiza por medio de suministro neumático que es alimentado por, al menos, dos entradas neumáticas (20), y así verificar que el espesor sea de la medida adecuada, eliminando los errores de instalación incorrecta de espaciadores de diferentes características. Es muy importante que el grosor sea el adecuado, ya que de ser más chico puede existir un juego entre la flecha de dirección y la tapa, lo que provocaría que existieran vibraciones que se traducirían en ruido en la dirección que podría ser detectado por el cliente, de ser de mayor grosor el espaciador, el deslizamiento de la flecha de dirección podría no ser el adecuado provocando que la dirección no cumpla con sus funciones o incluso que el ensamble no sea el correcto originando varias fallas. Esta es la importancia de colocar el espaciador correcto y este módulo en conjunto con todos sus sistemas hace que la colocación de dicho componente siempre se realice de manera correcta.

El módulo de verificación (.18) se sujeta por medio de una columna (21) ai módulo de selección y colocación de espaciador (13), la cual se fija por unos medios de sujeción (no ilustrados).

Al menos, dos focos indicadores (17) instalados en la parte frontal superior del módulo de selección y colocación de espaciadores (13) están configurados para indicar si los alimentadores (14) se quedaron sin espaciadores, lo cual detiene automáticamente el proceso hasta que se carguen de producto nuevamente.

Un módulo de engrasado (22) instalado en la parte superior de la banda transportador (1) e inmediatamente después del módulo de medición de tapa (11) está conformado por, al menos, dos válvulas de pulso (23), las cuales están configuradas para colocar grasa en. la tapa, Al menos, dos tomas neumáticas (24) instaladas en la parte posterior del módulo de engrasado (22), están dispuestas para inyectar aire comprimido para la expulsión de grasa a través de las válvulas de pulso (23), y un regulador (25) instalado en parte superior de las válvulas de pulso (23) está configurado para dosificar la cantidad de grasa necesaria que es inyectada dentro de las tapas. El módulo de engrasado (22) está configurado para que, por medio de la grasa colocada en la tapa, se mantenga en su posición el espaciador ensamblado por el módulo de selección y colocación de espaciador ( 13 ) .

Los medios de sujeción (no ilustrados) que se utilizan para fijar y/o ensamblar distintas partes del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz pueden ser remaches, tornillos, pernos, grapas, mecanismos machihembrados, sistemas magnéticos y/o la combinación de los anteriores.

Todas las partes del sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz que se mencionan anteriormente están directamente relacionadas una con la otra de tal forma que juntas hacen que el sistema de medición y colocación de espaciadores en flechas de dirección automotriz trabaje de manera sistemática, es decir, sigue una serie de pasos para lograr que el ensamble del espaciador sea el correcto. En caso de que alguna de las partes de módulo presente una falla o un error, no es posible continuar con el ensamble del espaciador, es asi como se garantiza que todos los sistemas estén funcionando correctamente y en coni unto .

El invento ha sido descrito suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en la materia pueda reproducir y obtener los resultados que mencionamos en la presente invención. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de la técnica que compete el presente invento puede ser capaz de hacer modificaciones no descritas en la presente solicitud, sin embargo, si para la aplicación de estas modificaciones en una estructura determinada o en el proceso de manufactura del mismo, se requiere de la materia reclamada en las siguientes reivindicaciones, dichas estructuras deberán ser comprendidas dentro del alcance de la invención.