Diseño y análisis de un manipulador neumático instalado en cadena de montaje automatica del sector de la automoción

Abstract

[ES] En el presente proyecto se va a diseñar, dimensionar y analizar un utillaje mecánico y neumático para la industria de la automoción. Este utillaje (en adelante gripper) es una garra mecánica cuya función es amarrar y transportar un producto. En este caso, este producto es la puerta trasera de uno de los modelos más icónicos de la marca.Este producto pasa pordiferentes estaciones de trabajo a lo largo de la cadena de montaje (cuyo mapa o layout no es posible mostrar por motivos de confidencialidad), y en cada una de ellas se le realizan diferentes operaciones (soldadura, montaje de refuerzos, atornillados, doblados, etc.) que, en suma, darán lugar al producto final que, posteriormente, será ensamblado al resto del conjunto del vehículo.El gripper que se va a diseñar trabaja entre dos estaciones de trabajo concretas, las cuales están situadas junto a un robot KUKA que permite una comunicación fluida entre estas y transporta el producto de una a otra.Las estaciones de trabajo suelen estar compuestas por uno o más robots encargados tanto del transporte de piezas como de alguno de los re-trabajados de los productos, ya que los utillajes no son solo garras mecánicas, sino que también pueden llevar montado pinzas de soldadura, fresadoras, taladros y toda clase de herramientas, dependiendo de la operación que realice.En este caso, el utillaje se monta en la cabeza del robot con un enganche rápido ya queestepermitequeelgripperseaenganchadoodesenganchadoen unaestaciónde reposo o parking mientras el robot utiliza otros utillajes para otras operaciones diferentes.El gripper debe estar construido con materiales ligeros y resistentes como el aluminio para evitar que el robot mueva un peso excesivo, tanto por esfuerzo como por seguridad.Más concretamente, el gripper objeto de este trabajo está compuesto por bridas neumáticas, centradores retráctiles, apoyos y sensores (ópticos, inductivos y/o capacitivos), meticulosamente dimensionados para evitar colisiones o proximidades con el resto de utillajes o elementos de la estación, ya que normalmente en las cadenas de montaje la optimización del espacio es uno de los factores más importantes a la hora de dimensionar cualquier utillaje, dado que una misma línea de montaje suele reutilizarse para más de un modelo de la marca.

[EN] Abstract.Inthepresentproject,amechanicalandpneumatictoolingfortheautomotiveindustry will be designed, dimensioned and analyzed. This tool (since now “gripper”) is a mechanical claw whose function is to grip and transport a product. In this case, this product is the rear door of one of the most iconic models of thebrand.This product goes through different work stations along the assembly line (whose map orlayoutisnotpossibletoshowforreasonsofconfidentiality),andineachoneofthem different operations are carried out (welding, mounting of reinforcements, bolting, folded, etc.) that in sum, will result in the final product, which will subsequently be assembled to the rest of the vehicle as awhole.The gripper to be designed is located between several work stations, allowing a fluid communication between them and transporting the product from one to another.Theworkstationsareusuallycomposedofoneormorerobotsresponsibleforboththe transport of parts and any of the reworked products, since the tools are not only mechanicalclaws,butalsocanbemountedweldingclamps,millingmachines,drillsand all kinds of tools, depending on the operation youperform.In this case, the tooling is mounted on the head of the robot with a quick coupling as this allows the gripper to be hooked or unhooked in a rest or parking station while the robot uses other tools for other different operations.The gripper must be constructed with lightweight and resistant materials such as aluminumtopreventtherobotfrommovinganexcessiveweight,bothforeffortandfor safety.More specifically, the gripper object of this work is composed of pneumatic clamp, retractable centering, supports and sensors (optical, inductive or capacitive), meticulouslysizedtoavoidcollisionsorproximitytothe restoftoolsorelementsofthe station,sincenormallyintheassemblylinestheoptimizationofspaceisoneofthemost important factors when sizing any tool, since the same assembly line is usually reused for more than one model of the brand.