APERFEIÇOAMENTO EM MÁQUINA CNC PARA CORTE DE DUTOS METÁLICOSCNC MACHINE IMPROVEMENT FOR METAL DUTY CUTTING
Setor tecnológico da invenção [0001] A presente invenção pertence, de maneira geral, ao setor tecnológico de máquinas e equipamentos de usinagem e corte de peças metálicas e se refere, mais especificamente, a um aperfeiçoamento em uma máquina CNC (controle numérico computadorizado) para corte automatizado de dutos.Technological sector of the invention [0001] The present invention belongs generally to the technological sector of machinery and equipment for machining and cutting metal parts and more specifically to an improvement in a CNC (Computer Numerical Control) machine for automated duct cutting.
Estado da técnica conhecido [0002] O estado da técnica deste setor tecnológico é constituído por uma série de máquinas CNC para corte de dutos ou tubos metálicos. Ditas máquinas são dotadas de uma ferramenta móvel de corte (plasma, laser, oxicorte, etc.) associada a um suporte rotativo que gira o duto a ser cortado, ambos controlados por software adequado, que move a ferramenta de corte e gira o duto de acordo com os cortes que serão realizados. Cortes de alta precisão são tipicamente realizados com máquinas que utilizam laser como ferramenta de corte. Ditas máquina apresentam elevada complexidade e custo bastante elevado. [0003] Em particular, cita-se pedido anterior do mesmo titular do presente pedido, que se refere a uma máquina CNC para corte de dutos metálicos, provida de acoplamento giratório de fixação da extremidade do duto trabalhado. Nesta máquina o corte do duto é realizado por um cabeçote móvel disposto em um braço transversal, por sua vez movido ao longo da extensão de um trilho longitudinal. O apoio do duto é proporcionado (além do acoplamento giratório) por um suporte com configuração circular, móvel ao longo do mesmo trilho. Em que pese a sua eficiência, esta construção apresenta algumas deficiências que são abaixo descritas. [0004] A rotação do duto proporcionada apenas pelo acoplamento giratório - disposto em uma extremidade - pode provocar torção da sua porção intermediária e da outra extremidade, podendo causar danos. [0005] A disposição da ferramenta de corte em um braço transversal móvel em um trilho e o uso, para apoiar o duto, de um suporte circular movido independentemente no mesmo trilho, gera a necessidade do CNC controlar duas referências diferentes de posição, o que exige certo nível de sofisticação do programa. [0006] O fato da ferramenta de corte estar fixa na extremidade do braço longitudinal limita o alcance da mesma, uma vez que a área acessível à dita ferramenta é determinada pelo curso do braço. Como o braço se move ao longo da lateral da máquina, a ferramenta de corte não alcança as regiões adjacentes ao início do curso do braço, ou seja, as regiões próximas ao acoplamento giratório, o que impossibilita a realização de cortes nestas regiões. [0007] O suporte circular móvel é constituído por uma espiral externa e por um anel interno, que pode girar livremente em relação à dita espiral, empregando uma série de pinos ejetáveis radialmente dispostos para retenção da superfície externa do duto em relação a anel. Apesar de eficiente para atingir suas finalidades, esta construção faz com que os procedimentos de centralização do duto no suporte circular sejam complexos e destituídos de praticidade. [0008] Por fim, outro problema é relacionado à dificuldade de lubrificação de dito acoplamento e aos desgastes mecânicos relacionados.State of the art [0002] The state of the art of this technology sector consists of a series of CNC machines for cutting metal ducts or pipes. Said machines are provided with a movable cutting tool (plasma, laser, oxyfuel, etc.) associated with a rotating support that rotates the duct to be cut, both controlled by suitable software, which moves the cutting tool and rotates the duct. according to the cuts that will be made. High precision cuts are typically performed with machines that use laser as a cutting tool. Said machines have high complexity and very high cost. [0003] In particular, reference is made to the earlier application by the same holder as the present application, which concerns a CNC duct cutting machine provided with a rotary coupling for fixing the end of the duct worked. In this machine the duct is cut by a movable head arranged in a transverse arm, which in turn is moved along the length of a longitudinal rail. The duct support is provided (in addition to the swivel coupling) by a circular shaped support movable along the same rail. Despite its efficiency, this construction has some shortcomings that are described below. Rotation of the duct provided only by the rotary coupling - disposed at one end - may cause twisting of its intermediate portion and the other end, and may cause damage. The arrangement of the cutting tool on a movable transverse arm on a rail and the use, to support the duct, of a independently moved circular support on the same rail, generates the need for the CNC to control two different position references, which requires a certain level of program sophistication. [0006] The fact that the cutting tool is fixed at the end of the longitudinal arm limits its reach since the area accessible to said tool is determined by the stroke of the arm. As the arm moves along the side of the machine, the cutting tool does not reach the regions adjacent to the beginning of the arm stroke, ie the regions near the rotary coupling, which makes it impossible to make cuts in these regions. The movable circular support consists of an outer spiral and an inner ring, which can freely rotate relative to said spiral, employing a series of radially disposable ejectable pins for retaining the outer surface of the duct relative to the ring. Although efficient to achieve its purposes, this construction makes the procedures of centralizing the duct in the circular support are complex and devoid of practicality. Finally, another problem is related to the difficulty of lubricating said coupling and related mechanical wear.
Novidade e objetivos da invenção [0009] A presente invenção se refere a um aperfeiçoamento em máquina CNC para corte de dutos metálicos capaz de resolver os problemas inerentes ao estado da técnica. [0010] A nova concepção proposta e revelada neste relatório descritivo emprega também um acoplamento giratório de fixação da extremidade do duto trabalhado, associado a um motor para proporcionar a rotação do dito duto. Entretanto, a ferramenta de corte é disposta em um pórtico móvel em um trilho, que também é responsável por propiciar o apoio para o duto. Dito pórtico é ainda tracionado por ambos os lados do trilho, propiciando um movimento mais constante e preciso. Como as funções de suportar o duto e manter e movimentar a ferramenta de corte são realizadas pelo mesmo pórtico móvel, o CNC tem que controlar apenas uma referência de posição. [0011] Tal como o acoplamento giratório, o pórtico também é provido de motor próprio para propiciar a rotação do duto. Assim a rotação é realizada pelo acoplamento na extremidade do duto e na porção intermediária pelo pórtico, sendo ainda utilizado outro pórtico na outra extremidade do duto para propiciar apoio adicional, pórtico este que é provido de meios para permitir o arraste do duto. Deste modo são resolvidos os problemas de torção encontrados no estado da técnica, decorrentes de rotacionar o duto apenas pelo acoplamento giratório em uma de suas extremidades. [0012] Ambos os pórticos são dotados de abertura circular central para a passagem do duto, a qual é equipada com um quadro autocentrante, especialmente concebido para centralizar e aprisionar o duto de forma automática. Este quadro autocentrante é dotado de dois pares de roletes, cada par disposto de forma a pressionar o duto por duas direções diferentes. [0013] A ferramenta de corte é fixada no pórtico móvel através de acoplamento magnético rápido, disposto em ambas as faces, de modo que o operador pode mudar a ferramenta de lado no pórtico quando este se aproxima do início de seu curso, permitindo que dita ferramenta alcance as áreas próximas à extremidade presa no acoplamento giratório. [0014] Por fim, tanto os pórticos como o acoplamento giratório são equipados com dispositivo de lubrificação automática temporizada.Novelty and Objectives of the Invention The present invention relates to an improvement in a CNC metal duct cutting machine capable of solving the problems inherent in the state of the art. [0010] The new design proposed and disclosed in this specification also employs a rotary coupling clamping the end of the worked duct, associated with a motor to provide rotation of said duct. However, the cutting tool is arranged in a movable gantry on a rail, which is also responsible for providing support for the duct. This gantry is still pulled on both sides of the rail, providing a more constant and precise movement. Since the functions of supporting the duct and maintaining and moving the cutting tool are performed by the same moving gantry, the CNC has to control only one position reference. Like the swivel coupling, the gantry is also provided with its own motor to provide rotation of the duct. Thus rotation is accomplished by coupling at the end of the duct and at the intermediate portion by the gantry, yet another gantry is used at the other end of the duct to provide additional support, which gantry is provided with means to allow dragging of the duct. In this way, the torsion problems found in the state of the art arising from rotating the duct only by the rotary coupling at one end are solved. Both gantries are provided with central circular opening for the passage of the duct, which is equipped with a self-centering frame, specially designed to center and trap the duct automatically. This self-centering frame is provided with two pairs of rollers, each pair arranged to press the duct in two different directions. [0013] The cutting tool is fixed to the movable gantry by quick magnetic coupling arranged on both sides, so that the operator can shift the tool side to the gantry as it approaches the beginning of its stroke, allowing it to be said. reach the areas near the end attached to the swivel coupling. Finally, both gantries and rotary coupling are equipped with a timed automatic lubrication device.
Descrição dos desenhos anexos [0015] A fim de que a presente invenção seja plenamente compreendida e levada à prática por qualquer técnico deste setor tecnológico, a mesma será explicada de forma clara, concisa e suficiente, tendo como base os desenhos anexos abaixo listados, nos quais: [0016] Figura 1 desenho em perspectiva do equipamento completo. [0017] Figura 2 desenho em perspectiva de um detalhe em escala ampliada do suporte giratório do duto trabalhado. [0018] Figura 3 desenho em perspectiva de um detalhe em escala ampliada do suporte giratório representado aberto. [0019] Figura 4 desenho em perspectiva de um detalhe em escala ampliada do pórtico móvel de suporte do duto e do cabeçote de corte. [0020] Figura 5 desenho em perspectiva de um detalhe em escala ampliada do pórtico móvel de suporte do duto e do cabeçote de corte, representado aberto para visualização de suas partes interna. [0021] Figura 6 desenho em perspectiva de um detalhe em escala ampliada do pórtico fixo de suporte adicional do duto. [0022] Figura 7 desenho em perspectiva da ferramenta de corte acoplada da ao pórtico móvel, [0023] Figura 8 desenho em perspectiva do desacoplamento rápido da ferramenta de corte ao pórtico móvel, representada em dois momentos sucessivos (acoplada e desacoplada). [0024] Deve-se evidenciar que os desenhos acima listados são apenas exemplificativos de possíveis concretizações do conceito proposto, as quais não são únicas, sendo possíveis inúmeras alterações, substituições por equivalentes, acréscimos e supressões sem escapar do escopo da invenção.Description of the accompanying drawings In order for the present invention to be fully understood and practiced by any person skilled in the art, it will be clearly, concisely and sufficiently explained on the basis of the enclosed drawings listed below. which: Figure 1 Perspective drawing of the complete equipment. Figure 2 Perspective drawing of an enlarged scale detail of the swivel bracket of the worked duct. Figure 3 Perspective drawing of an enlarged scale detail of the open illustrated swivel bracket. Figure 4 perspective view of an enlarged detail of the movable duct support gantry and cutting head. [0020] Figure 5 is a perspective view of a larger-scale detail of the mobile duct support gantry and cutting head, shown open for viewing of its internal parts. Figure 6 perspective view of an enlarged detail of the additional duct support fixed gantry. [0022] Figure 7 perspective drawing of the coupling of the mobile gantry cutting tool, [0023] Figure 8 perspective drawing of the quick coupling of the cutting tool to the mobile gantry, shown in two successive moments (coupled and uncoupled). It will be appreciated that the drawings listed above are only exemplary of possible embodiments of the proposed concept, which are not unique, and numerous alterations, substitution by equivalents, additions and deletions are possible without departing from the scope of the invention.
Descrição detalhada da invenção [0025] Fazendo referência a figura 1, vemos que a presente invenção se refere a um aperfeiçoamento em máquina CNC para corte de dutos metálicos, dita máquina provida de CNC com interface com o usuário (1), cujo software controla todas as suas funções, compreendendo um acoplamento giratório (2), que recebe e fixa em posição a extremidade do duto trabalhado. Dito acoplamento (2) é constituído por um dispositivo de retenção do duto (3) associado a uma roda giratória com cremalheira (4), acionada por um motor (5) que proporciona a rotação de dito duto (conforme pode ser visualizado na figura 3). O corte do duto de metal trabalhado é realizado por uma ferramenta de corte (6) - que pode ser de plasma, laser, oxicorte ou qualquer outro adequado - disposta em cabeçote móvel (7) sobre um pórtico móvel (8) e preferencial mente movida transversal mente por fuso motorizado (9). Em que o pórtico (8) é montado sobre um trilho (10) em uma base (11). O pórtico (8) é preferencialmente tracionado por ambos os lados do trilho (10) para propiciar movimento constante e preciso. Sobre o trilho (10) e base (11) é ainda montado um segundo pórtico fixo (12) de apoio adicional para o duto. [0026] Tanto o pórtico móvel (8) (figuras 4 e 5) como o pórtico fixo (12) (figura 6) são dotados de abertura central (13) para a passagem do duto. Dita abertura (13) é equipada com quadro autocentrante (14), que automaticamente retém o duto. Para tanto, este quadro autocentrante (14) é composto de dois pares de roletes (15) dispostos em direções perpendiculares entre si, cada par de roletes (15) capaz de movimento de afastamento ou aproximação para comprimir o duto por duas direções diferentes. O quadro (14) é associado à roda dentada giratória (16) engrenada a motor para rotacionar o duto. [0029] O acoplamento giratório (2), o pórtico móvel (8) e o pórtico fixo (12) são providos de dispositivo automático de lubrificação temporizada, que sob o controle do CNC (1) bombeia óleo nas partes mecânicas destes componentes em tempos pré-ajustados. [0030] A ferramenta de corte (6) é fixada no pórtico móvel (8) por acoplamento rápido. Este acoplamento pode ser melhor visualizado nas figuras 7 e 8. Na figura 7 vemos que o acoplamento é constituído por uma placa magnética (17) na base da ferramenta de corte (6), associada a placas magnéticas (18) fixas no pórtico (8). Pelo menos duas placas magnéticas (18) são dispostas no pórtico (8), uma na face frontal (19) e outra na face posterior (20), de modo que a ferramenta de corte (6) possa ser mudada da face frontal (19) para a face posterior (20), para propiciar acesso de dita ferramenta (6) às áreas do duto adjacentes ao acoplamento giratório (2). Na figura 8 vemos o desacoplamento da ferramenta (6) pela separação das placas magnéticas (17) e (18). [0031] Tratou-se no presente relatório descritivo de uma invenção dotada de novidade, aplicação industrial e atividade inventiva, todos os requisitos determinados pela lei da propriedade industrial para receber o privilégio pleiteado.Detailed Description of the Invention Referring to Figure 1, we see that the present invention relates to an improvement on CNC machine for cutting metal ducts, said machine provided with user interface CNC (1), whose software controls all its functions, comprising a rotary coupling (2), which receives and secures in position the end of the worked duct. Said coupling (2) consists of a duct retaining device (3) associated with a rack rotating wheel (4), driven by a motor (5) that provides rotation of said duct (as can be seen in figure 3 ). The cutting of the worked metal duct is carried out by a cutting tool (6) - which may be plasma, laser, oxyfuel or any other suitable - arranged in a movable head (7) on a movable gantry (8) and preferably moved. transversely by motorized spindle (9). Where the gantry (8) is mounted on a rail (10) on a base (11). The gantry (8) is preferably pulled on both sides of the rail (10) to provide constant and precise movement. On top of the rail (10) and base (11) is also mounted a second additional fixed gantry (12) supporting the duct. Both the movable gantry (8) (Figures 4 and 5) and the fixed gantry (12) (Figure 6) are provided with central opening (13) for the passage of the duct. Said opening (13) is equipped with self-centering frame (14), which automatically retains the duct. To this end, this self-centering frame (14) is composed of two pairs of rollers (15) arranged in perpendicular directions to each other, each pair of rollers (15) capable of moving apart or approaching to compress the duct in two different directions. The frame (14) is associated with the motor-driven rotating sprocket (16) to rotate the duct. The swivel coupling (2), the mobile gantry (8) and the fixed gantry (12) are provided with automatic timed lubrication device, which under the control of the CNC (1) pumps oil in the mechanical parts of these components at times. preset. [0030] The cutting tool (6) is fixed to the movable gantry (8) by quick coupling. This coupling can be better seen in figures 7 and 8. In figure 7 we see that the coupling consists of a magnetic plate (17) at the base of the cutting tool (6), associated with magnetic plates (18) fixed to the gantry (8 ). At least two magnetic plates (18) are arranged on the gantry (8), one on the front face (19) and one on the rear face (20), so that the cutting tool (6) can be moved from the front face (19). ) to the rear face (20) to provide said tool access (6) to the duct areas adjacent to the rotary coupling (2). In figure 8 we see the decoupling of the tool (6) by the separation of the magnetic plates (17) and (18). [0031] This report describes an invention endowed with novelty, industrial application and inventive activity, all the requirements set by the industrial property law to receive the claimed privilege.