Máquina de aplicación de fibras con sistema de seguridad.

Máquina de aplicación de fibras que comprende

- una cabeza (3,

103) de aplicación de fibras (F) que comprende un rodillo (31) de aplicación y medios de guía de fibra sobre el dicho rodillo de aplicación,

- un sistema (1, 101) de desplazamiento para desplazar la dicha cabeza de aplicación de fibras,

- medios (4, 104) de almacenamiento de fibras, y

- medios (5, 105) de encaminamiento de fibras para dirigir las fibras de los dichos medios de almacenamiento hacia la cabeza de aplicación, caracterizado porque comprende un sistema (8, 108) de seguridad que comprende al menos una barrera (81, 181) perimétrica, formado de una pared (81, 181) lateral, que define una zona (80, 180) de seguridad en la cual está colocado el sistema (1, 101) de desplazamiento que porta la cabeza de aplicación, estando dispuestos los medios (4, 104) de almacenamiento en el exterior de la dicha zona de seguridad, formando el dicho sistema de seguridad un recinto (8, 108) de protección que comprende la dicha pared (81, 181) lateral y una pared (82, 182) superior,

la dicha cabeza (3, 103) de aplicación de fibras comprende un sistema (32) de calentamiento de tipo láser, formando el dicho recinto (8, 108) de protección una pantalla a la radiación emitida por el sistema de calentamiento.

Máquina de aplicación de fibras con sistema de seguridad

La presente invención se relaciona con una máquina de aplicación de fibras para la realización de piezas en materiales compuestos, y más particularmente una máquina de aplicación de fibras con un sistema de seguridad.

Se conoce que las máquinas de aplicación de fibras, llamadas comúnmente máquinas de colocación de fibras, para la aplicación en una herramienta de drapage, tal como un molde macho o hembra, de una banda larga formada de varias fibras planas, de tipo adhesivo, secas o impregnadas de resina, particularmente fibras de carbono, constituidas de una multitud de hilos o filamentos de carbono, secos o impregnados de una resina termoendurecible o termoplástlca.

Estas máquinas son utilizadas para realizar preformas formadas de varios pliegues superpuestos, estando formado cada pliegue por drapage sobre el molde de una o varias bandas unidas. En el caso de un drapage de fibras prelmpregnadas de resina, la preforma llamada preimpregnada, es endurecida o polimerizada por el paso a través de un horno para obtener una pieza en material compuesto. En el caso de fibras llamadas secas, no prelmpregnadas de resinas, que comprenden eventualmente una cantidad muy reducida de resina llamada de unión, para conferir un carácter aglutinante a las fibras durante el drapage, la resina es inyectada o infundida en la preforma seca antes de la etapa de endurecimiento.

Estas máquinas, tales como las descritas en el documento de la patente W26/92514, comprende clásicamente una cabeza de aplicación de fibras, un sistema de desplazamiento de la dicha cabeza de aplicación de fibras, medios de almacenamiento de fibras, y medios de encaminamiento de fibras para dirigir las fibras de los dichos medios de almacenamiento hacia la cabeza de aplicación.

La cabeza de aplicación de fibras, llamada Igualmente cabeza de aplicación de fibras, comprende clásicamente un rodillo de aplicación destinado para estar en contacto contra el molde para aplicar la banda, y los medios de guía de las fibras sobre el dicho rodillo de aplicación. La cabeza comprende además generalmente un sistema de calentamiento para calentar las fibras. El rodillo de compactación presiona la banda de fibras contra la superficie de aplicación del molde, o contra las bandas de fibras precedentemente depositadas, con el fin de facilitar la adhesión de las bandas depositadas entre ellas, así como para evacuar progresivamente el aire aprisionado entre las bandas depositadas. El sistema de calentamiento asegura un calentamiento de la banda de fibras, y/o del molde o de las bandas ya aplicadas hacia arriba del rodillo de compactación, justo antes de la compactación de la banda, con el fin de al menos ablandar la resina de preimpregmentación o la resina de unión, y así favorecer la adhesión de las bandas entre ellas.

El sistema de desplazamiento asegura el desplazamiento de la cabeza de aplicación según al menos tres direcciones perpendiculares las unas a las otras. El sistema de desplazamiento puede estar formado por un brazo poliartlculado de tipo robot estándar de seis ejes, dispuesto en el suelo o montado sobre un eje lineal, con un puño de extremo al cual está fijado la cabeza de aplicación, o por un robot cartesiano de tipo pórtico equipado de un puño de extremo que porta la cabeza de aplicación.

En el caso de fibras condicionadas bajo la forma de bobinas, los medios de almacenamiento de fibras comprenden clásicamente un montante o gabinete de bobinas. El montante puede estar depositado en el suelo en la proximidad de la cabeza de aplicación, por ejemplo en el caso de un robot estándar fijo, o puede estar montado sobre un elemento del sistema de desplazamiento, por ejemplo sobre uno de los carros del robot cartesiano o en un carro seguidor deslizante sobre el eje lineal del robot estándar.

Tal como se escribe en el documento de la patente precitada, los medios de encaminamiento son ventajosamente formados de tubos flexibles que unen los medios de almacenamiento con la cabeza de aplicación, estando apto cada tubo flexible para recibir una fibra en su paso interno. Los tubos flexibles pueden ser colocados en una funda, tal como se describe en el documento de la patente WO21/49424. Esta patente divulga por otro lado una máquina de aplicación de fibras según el preámbulo de la reivindicación 1.

Para la seguridad de los operadores, la maquina se coloca en una zona llamada de seguridad, definida por un sistema de seguridad, por ejemplo un sistema de seguridad perimétrico, tal como una barrera lateral enrejada que rodea la máquina, de manera que un operador no pueda estar presente en la zona de seguridad durante el funcionamiento en automático de la máquina, particularmente durante el desplazamiento en automático de la cabeza por el sistema de desplazamiento.

El operador no puede acceder a la máquina en particular a la cabeza y/o al montante sin detener la máquina para efectuar las operaciones de mantenimiento y/o de verificación, o sin pasar a un modo manual con velocidad limitada. Estas Interrupciones aumentan sensiblemente los tiempos de realización de las piezas, y por lo tanto la eficacia de la máquina. En el caso de máquinas de gran dimensión, el tiempo de acceso a la máquina para el operador puede ser

importante. Además, el sistema de seguridad debe tener una dimensión suficientemente grande para integrar el conjunto de la máquina y representa un coste importante.

El documento US22/948 describe una máquina de aplicación de fibras que comprende una cabeza de aplicación de fibras, un sistema de desplazamiento para desplazar la dicha cabeza de aplicación de fibras, medios de almacenamiento de fibras, y medios de encaminamiento de las fibras para dirigir las fibras de los dichos medios de almacenaje hacia la cabeza de aplicación. La máquina comprende además un sistema de seguridad que comprende al menos una barrera perimétrica que define una zona de seguridad en la cual está colocado el sistema de desplazamiento que lleva la cabeza de aplicación, estando dispuestos los medios de almacenamiento en el exterior de la dicha zona de seguridad.

El objeto de la presente invención es proponer una máquina que disminuya los Inconvenientes precitados, que sea eficaz garantizando las buenas condiciones de seguridad para los operadores.

Para este efecto, la presente invención tiene por objeto una máquina de aplicación de fibras según la reivindicación

1.

Según la invención, los medios de almacenamiento, preferiblemente formados de un montante o gabinete de bobinas, están dispuestos en el exterior de la zona de seguridad, la barrera perimétrica que rodea el sistema de desplazamiento equipado de la cabeza, así como una eventual herramienta de drapage.

La acumulación de montantes embarcados en uno de los elementos del sistema de desplazamiento o dispuestas en la proximidad de la cabeza de aplicación exige tener sobre longitudes de riel o un espacio dedicado en la zona de seguridad. El posicionamiento del montante en el exterior del sistema de seguridad, permite reducir las dimensiones del sistema de seguridad y/o del sistema de desplazamiento, y así reducir sensiblemente el coste de la máquina.

Los medios de almacenamiento pueden ser colocados en el exterior de la zona de seguridad formando una parte de la barrera perimétrica. En el caso de los medios de almacenamiento que comprende un montante, una o varias paredes del montante pueden formar una parte de la barrera perimétrica, y las bobinas son accesibles desde el exterior de la zona de seguridad a través de una puerta del montante.

Conforme a la invención, en el caso de una máquina equipada de un sistema de calentamiento que utiliza un láser, la máquina comprende un sistema de seguridad que constituye un recinto de protección formando una pantalla a la radiación emitida por el láser. Tales recintos son particularmente costosos, y la reducción de su dimensión permite bajar su coste. Por otra parte, estos recintos forman una pantalla a la radiación láser siendo opacas, el montante colocado afuera del recinto permite al operador verificar el buen funcionamiento del montante en el transcurso del drapage en modo automático.

Por otro lado, el operador puede acceder libremente y rápidamente al montante, para remplazar las bobinas por ejemplo, sin detener la máquina o sin pasar a un modo "manual" con velocidad limitada, lo que optimiza fuertemente el tiempo de realización de las piezas. Según un modo de realización, el dicho sistema de seguridad comprende una barrera perimétrica formada de una pared lateral plena, estando preferiblemente la pared lateral provista de medios de acceso a la zona de protección.

Según un modo... [Seguir leyendo]

1. Máquina de aplicación de fibras que comprende

- una cabeza (3, 13) de aplicación de fibras (F) que comprende un rodillo (31) de aplicación y medios de guía de fibra sobre el dicho rodillo de aplicación,

- un sistema (1, 11) de desplazamiento para desplazar la dicha cabeza de aplicación de fibras,

- medios (4, 14) de almacenamiento de fibras, y

- medios (5, 15) de encaminamiento de fibras para dirigir las fibras de los dichos medios de almacenamiento hacia la cabeza de aplicación, caracterizado porque comprende un sistema (8, 18) de seguridad que comprende al menos una barrera (81, 181) perimétrica, formado de una pared (81, 181) lateral, que define una zona (8, 18) de seguridad en la cual está colocado el sistema (1, 11) de desplazamiento que porta la cabeza de aplicación, estando dispuestos los medios (4, 14) de almacenamiento en el exterior de la dicha zona de seguridad, formando el dicho sistema de seguridad un recinto (8, 18) de protección que comprende la dicha pared (81, 181) lateral y una pared (82, 182) superior,

la dicha cabeza (3, 13) de aplicación de fibras comprende un sistema (32) de calentamiento de tipo láser, formando el dicho recinto (8, 18) de protección una pantalla a la radiación emitida por el sistema de calentamiento.

2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios (5, 15) de encaminamiento son aptos para dirigir las fibras de los medios de almacenaje hacia la cabeza de aplicación haciendo pasar las dichas fibras por una abertura (84, 184) de una pared del recinto de manera sensiblemente hermética a la radiación luminosa.

3. Máquina según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque los medios (4, 14) de almacenamiento reposan de manera fija en el suelo, durante las operaciones de drapage, comprendiendo los dichos medios de almacenamiento al menos un montante (41, 141) para recibir bobinas de fibras.

4. Máquina según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los dichos medios de encaminamiento de las fibras comprenden tubos flexibles (5, 15), estando apto para recibir cada tubo flexible una fibra (F) en su paso interno.

5. Máquina según la reivindicación 4, caracterizada porque cada tubo comprende al menos un trozo (5B) de tubos que se extienden en la zona de seguridad (8, 18) y conectada al nivel del sistema de seguridad (8) a un sistema (5, 15) de fijación.

6. Máquina según la reivindicación 5, caracterizada porque el dicho sistema de fijación (5, 15) está equipado de un sistema de hermeticidad (56a, 56b; 156a, 156b), que garantizan una hermeticidad entre los pasos internos de los dichos trozos de tubo y el exterior del sistema de seguridad (8).

7. Máquina según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los medios (5, 15) de encaminamiento de las fibras están colocados en el paso interno de al menos una funda (6, 16) tubular flexible.

8. Máquina según la reivindicación 7, caracterizada porque la máquina comprende un sistema (65; 165, 168) de recuperación de muelle que actúa en la parte (6B, 16B) hacia abajo de la funda (6, 16) colocada en la zona (8, 18) de protección.

9. Máquina según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el sistema de desplazamiento (11) comprende un eje lineal (12) y un elemento (11) de desplazamiento que porta la cabeza (13) y montado móvil en translación sobre el dicho eje lineal, la dicha máquina que comprende una cadena portacables (19) dispuesta paralelamente al dicho eje lineal, cuyo extremo (19b) móvil está ensamblado al dicho elemente de desplazamiento y cuyo extremo (19a) fijo está ensamblado en un punto fijo con respecto al dicho eje lineal, los dichos medios (15) de encaminamiento pasan en la dicha cadena portacables.

1. Máquina según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el sistema (1, 11) de desplazamiento comprende un brazo poliarticulado (1, 11).

11. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque el brazo poliarticulado (1, 11) está montado móvil por su apoyo (12, 112) sobre un eje lineal (12).

12. Máquina según la reivindicaciones 9 y 11, caracterizada porque la cadena portacables (19) está dispuesta paralelamente al dicho eje lineal (12) y está ensamblada por su extremo (19b) móvil con el envase (112) del brazo poliarticulado (11).

13. Máquina según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque comprende además al menos un sistema limitador de tensión (172) entre la cabeza (13) de aplicación y los medios (14) de almacenaje, para ejercer un esfuerzo de tracción en las fibras (F).

14. Máquina según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque los medios (4, 14) de almacenaje 5 comprenden al menos un montante (41, 141) para recibir bobinas de fibras, comprendiendo la dicha máquina un

sistema de unión apto para efectuar la unión del extremo de fin de una primera bobina de fibra y el extremo de inicio de una segunda bobina de fibra.