La presente invención se refiere a una garra mecánica muitifunción, de especial aplicación en el sector de las artes gráficas, a un sistema automatizado de alimentación automática de pliegos para líneas de encuademación y a un procedimiento para la alimentación automática de pliegos para líneas de encuademación.

Antecedentes de la invención

Para realizar el proceso de encuademación se emplean máquinas que deben ser alimentadas con los diferentes pliegos que constituyen el producto final (libros, revistas o catálogos). Existen unas máquinas denominadas "alimentadores en escama" que permiten depositar ordenadamente los pliegos que conforman el libro, catálogo o revista.

Las máquinas impresoras permiten obtener los pliegos impresos, que necesitan un posterior agolpamiento y encuademación. El suministro de los pliegos a ios alimentadores se realiza normalmente de forma manual, ya que los fardos de pliegos normalmente llegan paletizados y atados con un fleje, y con dos tablillas extremas de protección de ios pliegos laterales.

La patente española 480442, por "Procedimiento y dispositivo para la fabricación automática directa de bloques de encuademación a partir de pliegos impresos" describe un procedimiento en el que los pliegos son alimentados en la instalación y se automatizan varios pasos de la fabricación, agilizando el procedimiento; sin embargo en dicho documento no se aborda el problema de cómo suministrar automáticamente los fardos de pliegos que pueden llegar paletizados.

La alimentación manual de los pliegos suele ser lenta y necesita mano de obra dedicada a ella, por lo que resulta poco rentable. Sumario de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar una garra mecánica multifunción que permita despaietizar y alimentar con pliegos las máquinas de manera automática, sin necesidad de operarios.

La invención proporciona una garra mecánica multifunción, que comprende un medio de acoplamiento al extremo del brazo de un robot y un bastidor con un dedo fijo y un dedo móvil laterales, y que adicionalmente comprende:

- un bloque de apertura de la garra,

- un conjunto de guiado del movimiento de apertura de la garra,

- medios de soplado y medios de succión sobre los dedos fijo y móvil laterales,

- un láser de medida horizontal del dedo fijo y un láser de medida hori- zontal del dedo móvil,

- un bloque de amarre y corte del fleje de los paquetes de pliegos,

- un bloque de movimiento centrador y

- una unidad de detención de altura con sensor.

Asimismo se proporciona un sistema automatizado de alimentación au- tomática de pliegos para líneas de encuademación, que comprende:

- vehículos autoguiados de transporte de paiets,

- varias pistas de rodillos,

- un carril de guiado del robot,

- un robot que lleva acoplado en el extremo de su brazo una garra mecánica multifunción de las reivindicaciones 1 a 6,

- varios alimentadores de pliegos, con sus respectivos empujadores,

- medios de sincronismo y control del sistema.

También se proporciona un procedimiento para la alimentación automática de pliegos para líneas de encuademación, que comprende las siguientes etapas:

- alimentación de las pistas de rodillos con palets, - aproximación del robot a uno de los paiets situados más próximos al carril del robot,

- agarre de un paquete de pliegos, mediante el dedo fijo y el dedo móvil de la garra,

- transporte del paquete de pliegos a la alimentadora de pliegos,

- desplazamiento del empujador ai comienzo del alimentador,

- aproximación del empujador hasta el primer pliego del paquete situado en la alimentadora,

- corte del fleje de sujeción,

- retirada de las tablillas laterales del paquete de pliegos mediante succión,

- liberación de las tablillas laterales y del fleje en los elementos de evacuación destinados para ello.

Mediante la configuración de la garra mecánica muitifunción de la invención se consigue automatizar las funciones que antes se realizaban manualmente, lo que evita la intervención de operarios en el proceso de alimentación de los pliegos.

Otra ventaja de la invención es que los residuos generados (tablillas y flejes) se depositan en los elementos de evacuación destinados para ello.

Otras realizaciones ventajosas de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se ilustrará de manera no limitativa el objeto de la pre- senté invención, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La figura 1 muestra una vista en planta de la instalación para la alimentación automática de pliegues a líneas de encuademación.

La figura 2 muestra una representación esquemática del sistema para alimentación automática de paquetes de pliegos flejados y paletizados.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva del robot y el carril por el que se desplaza. La figura 4 muestra una vista en perspectiva del alimentador que suministra los pliegues a las líneas de encuademación.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva de la garra de la invención en posición extendida.

La figura 6 muestra una vista en perspectiva de la garra de la invención en posición contraída.

La figura 7 muestra un despiece de la garra de la invención, con sus diferentes subconjuntos.

La figura 8A muestra el bastidor de la garra de ía invención.

Las figuras 8B y 8C muestran vistas del conjunto de sopladores situado sobre el dedo fijo del bastidor de la figura 8A.

La figura 9 muestra el conjunto de guiado del movimiento de apertura de la garra.

La figura 10 muestra el bloque de apertura de la garra.

La figura 11A muestra el bloque de amarre y corte del fleje de los paquetes de pliegos.

La figura 11 B muestra el portacuchillas del bloque de la figura 11 A.

La figura 12 muestra el bloque de movimiento centrador.

La figura 13 muestra la unidad de detención de altura.

Las figuras 14A, 14B y 14C muestran diferentes posiciones de la garra con respecto a la tablilla de un paquete de pliegos.

Descripción detallada de la invención

En ía figura 1 se representa una vista en planta de ¡a instalación para la alimentación automática de pliegues a líneas de encuademación, en la que se implementa el objeto de la invención. Observamos en dicha figura y en las posteriores que ei sistema de alimentación automática de pliegos 9 para líneas de encuademación comprende los siguientes elementos:

- vehículos autoguiados (no mostrados) de transporte de paiets 7,

- varias pistas 1 de rodillos,

- un carril 2 de guiado del robot 3, - un robot 3 que lleva acoplado en el extremo de su brazo 4 una garra mecánica multifunción 20,

- varios alimentadores 5 de pliegos 9, con sus respectivos empujado- res 6.

Dichos sistema está además gobernado por medios de sincronismo y control del sistema.

Los palets 7 con los que se alimentan las pistas o caminos 1 de rodillos están constituidos por varios paquetes o fardos 8 apilados verticalmente. A su vez, cada paquete 8 está formado por varios pliegos 9, como se observa mejor en la figura 2.

Los paquetes 8 son paquetes flejados, es decir, se encuentran empaquetados mediante tablillas laterales 10 en los extremos y un fleje 11 envolvente.

Preferentemente, los paquetes 8 tendrán una longitud de entre 850 y 1050 mm.

Los paquetes 8 vendrán, como norma general, con un único fleje 11 , aunque en condiciones especiales se admiten dos flejes 11 si las especificaciones de colocación se respetan.

El tamaño de las tablillas 10 deberá ajustarse ai tamaño del papel de ios pliegos 9 que constituyen el paquete 8. El sistema está diseñado para realizar un despaletizado irregular en el cual los paquetes 8 pueden venir con una variabilidad de forma, tamaño y colocación dentro de unos márgenes, que permiten la correcta operación del brazo 4 del robot 3.

En la instalación de la figura 1 se representan 12 líneas independientes, cada una de ellas compuesta por una pista 1 de rodillos motorizada, que es alimentada de palets 7 mediante un vehículo autoguiado (no mostrado). Cada línea puede acumular 4 palets 7, que pueden tener un peso máximo de 1500 kg cada uno.

En las figuras 1 , 2 y 3 se observa el carril 2 por el que se desplaza el ro- bot 3, y que se encuentra entre la zona correspondiente a las pistas 1 de rodillos y la zona correspondiente a las alimentadoras 5 de pliegos 9 para las máquinas encuadernadoras. Eí robot 3 empleado (que se observa mejor en la figura 3) es un robot comercial. Por ejemplo, puede emplearse un robot Fanuc R2000ÍB con capacidad de carga de 165 kg y 6 grados de libertad, como el representado en la figura. Sobre el extremo libre del robot 3 se acopla la garra mecánica 20 que es objeto de la invención.

La instalación también dispone de elementos de evacuación de las tablillas 10 y los flejes 11 que se extraen de los paquetes 8 durante el proceso.

Asimismo, la instalación está provista de un cuadro de sincronismo o cuadro de control principal que contiene el PLC que dirige el funcionamiento del sistema para alimentación automática de pliegos 9 para líneas de encuademación. Este cuadro de control tiene ¡mplementado un algoritmo que calcula y prioriza las entregas a los alimentadores 5, y se comunica con el robot 3 y todos los alimentadores 5 a través de una red de datos. E! software asociado permite calcular y parametrizar las posiciones de descarga de los paquetes 8, las alturas, columnas y orden de los pliegos 9 para los alimentadores 5.

Asimismo, el robot 3 tiene ^' ¡mplementado un software de comunicación y posicionado.

La alimentadora 5 de pliegos 9 (figura 4) está provista además de una serie de elementos mecánicos para facilitar la descarga de los paquetes 8 de pliegos 9 sobre ella, sincronizando la sujeción de los pliegos 9 alimentados por el robot 3, en concreto:

- un empujador o pala 6 para empujar el papel sobre el alimentador 5 con capacidad para subir y bajar, y una banda magnética que indica la posición en el alimentador 5,

- un cilindro 12 situado en un lateral y solidario con una guia lineal sobre la que desliza el empujador 6,

- una serie de detectores de consumo para dar a conocer al sistema la posición en cada momento del sistema de empuje del papel.

Las figuras 5 a 7 muestran diversas vistas de la garra mecánica multi- función 20 de la invención, y las figuras 8A a 13 son vistas de los subconjuntos que la integran. La garra 20 está formada, entre otros componentes, por un bastidor 22 con un dedo fijo 23 y un dedo móvil 24 laterales, y presenta en su parte superior un medio 21 de acoplamiento al extremo del brazo 4 de un robot 3, dei tipo del representado en la figura 3, por ejemplo. Este medio 21 de acoplamiento puede ser, por ejemplo, una brida.

Existen otros subconjuntos que también forman parte de la garra 20, que se observan claramente en la figura 7 y que se detallan a continuación:

- un bloque 30 de apertura de la garra 20 (fig. 10),

- un conjunto 40 de guiado dei movimiento de apertura de la garra 20 (fig. 9),

- medios de soplado 25 y medios de succión 26 sobre los dedos fijo y móvil laterales (fig. 8B y 8C),

- un láser de medida horizontal del dedo fijo 23 y un láser de medida horizontal del dedo móvil 24,

- un bloque 50 de amarre y corte del fleje 11 de los paquetes 8 de pliegos 9 (fig. 11A 11 B),

- un bloque 60 de movimiento centrador (fig. 12) y

- una unidad 70 de detención de altura con sensor 71 (fig. 13).

El bloque 50 de amarre y corte de fleje 11 comprende (fig. 1 A y 11 B): - un dedo fijo 51 ,

- un dedo de amarre 52,

- dos cilindros actuadores 53,

- un subconjunto portacuchillas 54, que comprende una escuadra 55 y una cuchilla 56 montada sobre ella.

El bloque 60 de movimiento centrador comprende (fig. 12):

- un cilindro actuador 61 ,

- un bloque centra! 62 que comprende el medio 21 de acoplamiento al extremo del brazo 4 de un robot 3 y con un par de elementos de guiado laterales 63,

- un par de guías laterales 64 y

- un par de soportes 65 de ias guías laterales 64. En este bloque 60 de movimento centrador el cilindro 61 puede actuar sobre el bloque central 62, el cual a su vez puede deslizar sobre las guías laterales 64.

Por otro lado, la unidad 70 de detención de altura con sensor 71 comprende (fig. 13):

- un sensor 71

- una escuadra 72 de soporte de sensor 71

- un cilindro 73

- una escuadra 74 de soporte de cilindro.

El bloque 30 de apertura de la garra 20 comprende un cilindro actuador 31 , que termina en un extremo mediante una horquilla 32 y una portahorquilla 33 {fig. 10).

El conjunto 40 de guiado del movimiento de apertura de la garra 20 comprende al menos dos guías laterales 41 que deslizan sobre elementos de guiado 42 unidos al bastidor 22 y que tienen uno de sus extremos unido al dedo móvil 24 (fig. 9).

Mediante el sistema de la instalación de la invención se realiza el procedimiento automatizado de pliegos 9 para líneas de encuademación, que comprende las siguientes etapas:

- alimentación de las pistas 1 de rodillos con paiets 7,

- aproximación del robot 3 a uno de los palets 7 situados más próximos al carril 2 del robot 3,

- agarre de un paquete 8 de pliegos 9, mediante el dedo fijo 23 y el dedo móvil 24 de la garra 20,

- transporte del paquete 8 de pliegos 9 a ta alimentadora 5 de pliegos 9,

- desplazamiento del empujador 6 al comienzo de! alimentador 5,

- aproximación del empujador 6 hasta el primer pliego 9 del paquete 8 situado en la alimentadora 5,

- corte del fleje 11 de sujeción,

- retirada de las tablillas laterales 10 del paquete 8 de pliegos 9 mediante succión,

- liberación de las tablillas laterales 10 mediante un sistema de evacúa- ción y del fleje 11 a través de una trituradora incorporada en el chasis del robot 3.

La garra mecánica multifunción 20 desempeña un papel destacado en el procedimiento, ya que permite la sujeción de los paquetes 8 de pliegos 9 mediante los dedos fijo 23 y móvil 24 (que presionan las tablillas laterales 10 de los paquetes 8) y los medios de succión 26 (normalmente, ventosas de succión).

La garra 20 también irá provista de un presostato de apriete de garra 20 y de un presostato de succión de las ventosas interiores.

Asimismo, los medios de soplado 25 (normalmente, sopladores individuales y dobles) permiten la extracción de las tablillas 10 cuando se desea soltarlas.

El bloque 50 de amarre y corte del fleje 11 de los paquetes 8 de pliegos 9 permite, mediante el dedo de amarre 52 y la cuchilla 56 montada en el subconjunto portacuchillas 54 (véase la fig. 11 B), el corte del fleje 1 , su extracción y su triturado.

Los láseres laterales de la garra 20 tienen la función de servir de localizador automático de posición de cada paquete 8 en el palet 7. La posición teórica de agarre del paquete 8 se calcuia a partir de la posición en que se encuentran los láseres laterales de la garra 20 y el ancho de tablilla 10 programado. La garra 20 se alinea con el paquete 8 en busca de que estos láseres de medida obtengan una medida objetivo que se ha determinado.

En las figuras 14A _t 14B y 14C se representa la posición de descarga de los paquetes 8 (representados por la tablilla lateral 10) sobre el alimentador 5, teniendo en cuenta posibles desviaciones con respecto a su posición teórica (en cada caso se observan diferentes distancias del extremo de ia tablilla 10 con respecto al lateral fijo del alimentador 5).

Aunque se han descrito y representado unas realizaciones de la invención, es evidente que pueden introducirse en ellas modificaciones comprendi- das dentro de su alcance, no debiendo considerarse limitado éste a dichas realizaciones, sino únicamente al contenido de las reivindicaciones siguientes.