Un sistema cinemático del movimiento para el conjunto de fijación/prensado de una pieza semiacabada,

esto es de chapa de metal o similar, de máquinas de conformación de paneles, el sistema cinemático comprendiendo un bastidor (10) en el cual está articulado un conjunto de prensar (12) a un pasador (11) y es libre de realizar movimientos angulares alrededor del pasador (11), el conjunto de prensar (12) consiste en dos pares de elementos (13) fijados a un cabezal (14) que sostiene la herramienta de prensar superior (15), el conjunto de prensar (12) siendo desplazado angularmente por un par de bielas de conexión (16) accionadas por un primer par de cigüeñales inferiores (17) caracterizado porque el conjunto de prensar (12) es accionado por un segundo par de cigüeñales superiores (18), los pares primero (17) y segundo (18) de cigüeñales definiendo un mecanismo articulado, para el accionamiento del conjunto de perforador-prensador, con dos grados de libertad en secuencia que pueden ser activados independientemente o simultáneamente, en el que cada cigüeñal (17, 18) de dichos cigüeñales primero y segundo está provisto de un pasador excéntrico accionado por un motor independiente (19, 20), esto es un servomotor y un engranaje de reducción epicicloidal o esferoidal que actúa sobre el árbol respectivo (21) de un pasador excéntrico

CAMPO TÉCNICO

Esta invención concierne a un sistema cinemático según el preámbulo de la reivindicación 1 para el conjunto de fijación/presión de productos semiacabados, esto es de chapa metálica, de máquinas de una nueva generación para la conformación de paneles, esto es máquinas automáticas para plegar y conformar chapa metálica. Un sistema cinemático de este tipo se revela en el documento JP-A-2003010919.

El sistema cinemático, adecuado para el control eléctrico y diseñado específicamente para esto, consta de una cadena cinemática particular del conjunto de prensar, conjunto el cual sujeta la chapa metálica durante el plegado y el cual, a diferencia de los conjuntos actualmente fabricados, supera sus principales limitaciones.

Este sistema según la invención puede ser aplicado a una máquina de conformación de paneles eléctricamente controlada por medio de motores los cuales giran el conjunto de sujeción de la chapa metálica, a menudo denominado conjunto perforador o prensador.

Este sistema hace posible limitar el momento de torsión de trabajo necesario para garantizar la sujeción de la chapa metálica que está siendo prensada dentro de valores aceptables y limitados, incluso aunque se utilicen herramientas auxiliares adicionales colocadas entre el elemento prensador y la contra cuchilla fija.

Esta invención puede ser aplicada en el sector de fabricación de máquinas de conformación de paneles de chapa metálica y en máquinas de plegar industriales.

ANTECEDENTES TÉCNICOS

Es conocido que la industria implicada en la fabricación de artículos de chapa metálica utiliza máquinas de conformación de paneles que permiten que sean realizados una serie de plegados en la misma pieza de chapa metálica, de un modo controlado y totalmente automático, de modo que se obtiene un producto acabado tal como, por ejemplo, una campana extractora de cocinas o una estantería.

También es conocido que las máquinas de conformación de paneles o las máquinas de plegar chapa metálica normalmente constan de:

- una bancada fija para sostener el material, por ejemplo chapa metálica, que se va a prensar;

- un bastidor de soporte para la prensa de fijación;

- un perforador o prensador, que forma parte de la prensa y un correspondiente contra prensador o contra cuchilla, que actúa como medio de fijación para el material durante el plegado;

- uno o más elementos auxiliares para la inserción manual o automática, comúnmente denominadas herramientas auxiliares, que forman parte de la prensa, para ser colocadas entre el perforador y el correspondiente contra perforador o contra cuchilla, específicamente construidos y que actúan como medios de fijación para el material durante el plegado de las piezas particulares;

- una o más cuchillas de plegar las cuales pueden ser desplazadas hacia el material que se está procesando;

- sistemas cinemáticos apropiados diseñados para desplazar la cuchilla o las cuchillas a lo largo de la bancada para la conformación de la pieza fijada entre el perforador y el contra perforador;

- sistemas cinemáticos apropiados diseñados para desplazar los perforadores los cuales permiten la fijación y la liberación de la chapa metálica, también en presencia de herramientas auxiliares, que garantizan una fuerza de prensado que siempre corresponde a la longitud y al grosor que se va a plegar;

- medios para el desplazamiento de la chapa metálica, o la sección, a fin de desplazarla cerca de las cuchillas en las condiciones de trabajo;

- transductores y sensores de diversos tipos, para controlar el proceso, conectados a un conjunto de control electrónico que gobierna el proceso de fabricación.

Una máquina de plegar del tipo conocido descrito antes, comercializada por el solicitante, comprende una estructura del soporte de la cuchilla con una sección transversal en forma de "C", móvil en dos direcciones en ángulos rectos entre sí con respecto a una bancada fija, sobre la cual está fijada, o están fijadas, la cuchilla, o las cuchillas, de plegar.

El perfil del pliegue que se puede obtener en una máquina de conformación de paneles automática conocida no es exactamente el perfil clásico de 90° que se puede obtener con una máquina de plegar manual. El control simultáneo de la colocación de la cuchilla y de la presión ejercida sobre ella hace posible obtener perfiles radiales.

La utilización de cuchillas tradicionales, herramientas o matrices particulares durante el ciclo de plegado también hace posible obtener perfiles específicos, sin que sea necesario que el operario intervenga para variar la longitud o la herramienta especial utilizada.

Las cuchillas tradicionalmente construidas están sostenidas por una estructura en forma de C montada en el bastidor principal y el conjunto comprende dos cuchillas: la superior para la conformación de pliegues negativos (encarados hacia abajo) y la inferior para pliegues positivos (encarados hacia arriba).

El sistema controla el tamaño de los ángulos y el grosor de la chapa metálica, ajustando la posición de las cuchillas por medio de válvulas de control proporcional. Todos los movimientos son llevados a cabo por cilindros hidráulicos de control proporcional. Un mecanismo especial garantiza el paralelismo de los movimientos del conjunto de plegar.

El perforador o elemento prensador superior es modular a fin de obtener el tamaño apropiado de la pieza que se va a mecanizar y que se pueda contraer para permitir la extracción de la pieza mecanizada. Está montado en una estructura electro-soldada con cuatro brazos y articulada a una pieza trasera del bastidor principal.

Gracias a la acción de los mecanismos apropiados cada segmento puede ser liberado y vuelto a colocar muy fácilmente, puesto que un trinquete evita que el segmento caiga desde la barra del porta-herramientas.

Los desplazamientos de la estructura en forma de C y de la herramienta superior están controlados por cilindros hidráulicos en lugar de por motores eléctricos.

La posición de los cilindros, o motores eléctricos, está controlada por un sistema especial (control numérico o similar) de tal modo que permite el máximo grado de precisión durante todas las etapas del plegado.

Las máquinas de conformación de paneles hidráulicas tradicionales, al igual que otras máquinas de conformación de paneles del mercado, están equipadas con un sistema cinemático el cual determina y controla el desplazamiento del conjunto del soporte de la cuchilla.

Esta estructura en algunos casos puede ser del tipo penta-lateral, esto es que consiste en una cadena cinemática cerrada con cinco elementos conectados por cinco pares cinemáticos.

En las máquinas hidráulicas, sin embargo, se utiliza la cadena cinemática tradicional del tipo penta-lateral para proporcionar a la máquina rigidez a la torsión y por lo tanto no tiene funciones mecánicas específicas.

En la solicitud de patente PCT/IT 2004/000581 el mismo solicitante inventó una cadena cinemática particular con dos grados de libertad, actualmente la única que permite el control eléctrico de la cuchilla de plegar.

El mismo solicitante recientemente introdujo una serie de máquinas de conformación de paneles en el mercado las cuales están caracterizadas por el control eléctrico de los ejes de plegar y del perforador/prensador, esto es todos los ejes que proveen momento de torsión y absorben energía significante explotando la invención descrita antes en este documento.

Estas nuevas series de máquinas, bien recibidas en el mercado, presentan las siguientes características:

- consumo reducido de energía (más que dividido por la mitad comparado con una máquina hidráulica correspondiente);

- menos ruido y más respecto por el medio ambiente;

- mejor control de los ejes de prensar y de plegar con los consiguientes mejores resultados en términos de acabado del componente;

- comportamiento mejorado en términos de velocidad y tiempo del ciclo comparados con todas las máquinas actualmente en el mercado.

Los diseños cinemáticos para el control del perforador/prensador en las máquinas actualmente fabricadas se representan en las figuras 1a a 3a, mientras las figuras 1 a 3 representan las respectivas máquinas,... [Seguir leyendo]

1. Un sistema cinemático del movimiento para el conjunto de fijación/prensado de una pieza semiacabada, esto es de chapa de metal o similar, de máquinas de conformación de paneles, el sistema cinemático comprendiendo un bastidor (10) en el cual está articulado un conjunto de prensar (12) a un pasador (11) y es libre de realizar movimientos angulares alrededor del pasador (11), el conjunto de prensar (12) consiste en dos pares de elementos (13) fijados a un cabezal (14) que sostiene la herramienta de prensar superior (15), el conjunto de prensar

(12) siendo desplazado angularmente por un par de bielas de conexión (16) accionadas por un primer par de cigüeñales inferiores (17) caracterizado porque el conjunto de prensar (12) es accionado por un segundo par de cigüeñales superiores (18), los pares primero (17) y segundo (18) de cigüeñales definiendo un mecanismo articulado, para el accionamiento del conjunto de perforador-prensador, con dos grados de libertad en secuencia que pueden ser activados independientemente o simultáneamente, en el que cada cigüeñal (17, 18) de dichos cigüeñales primero y segundo está provisto de un pasador excéntrico accionado por un motor independiente (19, 20), esto es un servomotor y un engranaje de reducción epicicloidal o esferoidal que actúa sobre el árbol respectivo (21) de un pasador excéntrico.

2. Un sistema cinemático según la reivindicación 1 caracterizado porque desde el punto de vista topológico, es decir el número de elementos y el tipo de acoplamientos, el conjunto de empuje cinemático del perforador-prensador

(12) consiste en una cadena cinemática cerrada con cinco elementos conectados por cinco pares cinemáticos que giran.

3. Un sistema cinemático según la reivindicación 2 caracterizado porque uno de los elementos es el bastidor

(10) de la máquina, otro elemento es el primer cigüeñal (17), el tercer elemento es la biela de conexión (16), el cuarto elemento es el segundo cigüeñal y el último elemento es el conjunto de prensar (12).

4. Un sistema cinemático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por algoritmos cinemáticos invertidos que permiten la definición sin aproximación de las trayectorias de las herramientas.

5. Un sistema cinemático según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por algoritmos cinemáticos invertidos no iterativos que permiten la definición sin aproximación de las trayectorias de las herramientas.