BR112014006605B1

BR112014006605B1 - Método e sistema para a construção de uma estrutura afilada

Info

Publication number: BR112014006605B1
Application number: BR112014006605-1A
Authority: BR
Inventors: Eric D. Smith; Rosalind K. Takata; Alexander H. Slocum; Samir A. Nayfeh
Original assignee: Keystone Tower Systems, Inc
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2022-03-03
Also published as: EP3974100A1; JP6063466B2; ES2765173T3; US20130074564A1; CN109226330A; EP2760629A4; WO2013043920A3; US20180133769A1; CN104114319B; CN110842049B; MX342431B; KR20140098737A; ZA201402257B; US11571727B2; US10974298B2; US20160107213A1; AU2012312351B2; JP2017094399A; JP6395796B2; AU2017200527A1

Abstract

MÉTODO E SISTEMA PARA A CONSTRUÇÃO DE UMA ESTRUTURA AFILADA. A presente invenção refere-se a um material (102) utilizado para formar uma estrutura afilada em um dispositivo de curvamento (106) de modo que cada ponto sobre o material (102) é submetido a um movimento rotacional ao redor de uma localização de pico (P) da estrutura afilada; e o material (102) encontra uma porção predecessora de material (102) ao longo de uma ou mais bordas adjacentes.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica prioridade para o Pedido Provisório 61/537.013, depositado em 20 de setembro de 2011, a totalidade do qual está por meio disto incorporada por referência.

CAMPO DA TÉCNICA

[002] Este documento refere-se a construção de estruturas afila das.

ANTECEDENTES

[003] Várias técnicas e dispositivos existem que podem produzir estruturas afiladas, tal como cones e estruturas troncocônicas. Uma proposta geral para construir estruturas afiladas envolve dobrar ou de outro modo deformar um material metálico em modos desejados, então ou unindo o material ou a si próprio em certos pontos, ou unindo o material a outras estruturas em certos pontos. Algumas técnicas de construção começam com um material metálico plano, e introduzem deformações no plano (isto é, compressão) para formar o material apropriadamente para construir a estrutura. Estas deformações no plano frequentemente requerem uma quantidade de energia relativamente grande, e assim aumentam o custo de produzir estruturas utilizando estas técnicas.

SUMÁRIO

[004] Em geral, em um aspecto, alimentar um material utilizado para formar uma estrutura afilada em um dispositivo de curvamento de modo que: cada ponto sobre o material é submetido a um movimento rotacional ao redor de uma localização de pico da estrutura afilada; e o material encontra uma porção predecessora de material ao longo de uma ou mais bordas adjacentes.

[005] As concretizações podem ter uma ou mais das seguintes características. A localização de pico move ao longo de um eixo geométrico fixo. O material é trapezoidal. O dispositivo de curvamento inclui um rolo triplo. Alimentar o material para o dispositivo de curvamen- to não transmite uma deformação no plano ao material. Também unir o material à porção predecessora ao longo das uma ou mais bordas adjacentes. Unir o material inclui completar uma técnica selecionada do grupo que consiste em: soldar, aplicar um adesivo, e aplicar um fixador mecânico. Alimentar o material para dentro do dispositivo de curva- mento inclui variar um ângulo de alimentação do material com relação a uma direção de alimentação de modo que cada ponto sobre o material translade tangencialmente a um círculo imaginário correspondente de raio constante centrado na localização de pico. Variar o ângulo de alimentação inclui transmitir pelo menos um de um movimento rotacio- nal e um movimento translacional para o material em relação à direção de alimentação.

[006] Em geral, em outro aspecto, um sistema inclui: um rolo tri plo configurado para transmitir um grau de curvatura controlável ao material; um sistema de alimentação capaz de: transmitir um primeiro componente de movimento translacional ao material em um primeiro ponto sobre o material; transmitir um segundo componente de movimento translacional ao material em um segundo ponto sobre o material; e girar o material ao redor de um ponto no sistema de alimentação.

[007] As concretizações podem ter um ou mais dos seguintes sis temas. O sistema pode ainda incluir um sistema de controle configurado para fazer com que: o sistema de alimentação alimente o material para o rolo triplo de modo que o material é submetido a um movimento rotacional ao redor de um pico de uma estrutura troncocônica; e o rolo triplo para transmitir um grau de curvatura ao material que varia com o tempo. O sistema de alimentação também inclui: um rolo operável pa ra alimentar o material para o rolo triplo ao longo da direção de alimentação, e um posicionador operável para transladar o material na direção diferente da direção de alimentação. O sistema de alimentação inclui um par de rolos diferencialmente acionados coletivamente operáveis para girar o material ao redor da articulação móvel e transladar o material na direção de alimentação. O rolo triplo inclui um par de rolos diferencialmente acionados coletivamente operáveis para girar o material ao redor da articulação móvel e transladar o material na direção de alimentação. O sistema de alimentação inclui um par de posici- onadores que são coletivamente operáveis para transladar o material para o rolo triplo ao longo da direção de alimentação, girar o material ao redor da articulação móvel, e transladar o material na direção diferente da direção de alimentação. O sistema de alimentação inclui um par de apanhadores que são coletivamente operáveis para transladar o material para o rolo triplo ao longo da direção de alimentação, girar o material ao redor da articulação móvel, e transladar o material na direção diferente da direção de alimentação. Uma localização do pico move em relação ao rolo triplo enquanto o material é alimentado através do rolo triplo.

[008] Em geral, em outro aspecto, um sistema inclui um rolo triplo configurado para transmitir um grau de curvatura controlável para o material; um meio para alimentar o material através do rolo triplo através de um movimento rotacional ao redor de um pico de uma estrutura troncocônica.

[009] As concretizações podem ter uma ou mais das seguintes características. Uma localização do pico move em relação ao rolo triplo enquanto o material é alimentado através do rolo triplo.

[0010] Outras concretizações de qualquer um dos aspectos acima pode ser expressas em várias formas, incluindo métodos, sistemas, aparelhos, dispositivos, produtos de programa de computador, produ- tos por processos, ou outras formas. Outras vantagens ficarão aparentes das figuras seguintes e da descrição.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] As modalidades da invenção aqui descritas podem ser compreendidas por referência às figuras seguintes, as quais estão providas como exemplo e não limitação:

[0012] Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de cons trução.

[0013] Figura 2 é uma apresentação esquemática de um rolo tri plo.

[0014] Figuras 3-5 são ilustrações esquemáticas de material de formado.

[0015] Figuras 6A-6C são ilustrações esquemáticas de um materi al submetido a um movimento rotacional ao redor de um pico.

[0016] Figura 6D é um diagrama cinemático que ilustra o movi mento rotacional de material ao redor de um ponto.

[0017] Figura 7A é uma vista em perspectiva de um sistema de construção.

[0018] Figura 7B é uma vista superior de um sistema de constru- ção.

[0019] Figura 8A é uma vista em perspectiva de um sistema de construção.

[0020] Figura 8B é uma vista superior de um sistema de constru- ção.

[0021] Figura 9A é uma vista em perspectiva de um sistema de construção.

[0022] Figura 9B é uma vista superior de um sistema de constru- ção.

[0023] Figura 10A é uma vista em perspectiva de um sistema de construção.

[0024] Figura 10B é uma vista superior de um sistema de constru ção.

[0025] Figura 11A é uma vista em perspectiva de um sistema de construção.

[0026] Figura 11B é uma vista superior de um sistema de constru ção.

[0027] Figura 12 é uma apresentação esquemática de um banco de rolos.

[0028] Figura 13 é um gráfico.

[0029] Figura 14 é um fluxograma.

[0030] Números de referência iguais referem-se a estruturas iguais.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0031] É frequentemente desejável formar uma estrutura afilada, tal como uma estrutura cônica ou troncocônica, de um material metálico substancialmente plano sem introduzir uma deformação no plano no material. Por exemplo, o Pedido de Patente U.S. Número 12/693.369, "ESTRUTURA SOLDADA ESPIRAL AFILADA", discute algumas aplicações de tais estruturas. A totalidade do Pedido de Patente U.S. Número 12/693.369 está incorporada por referência ao presente documento. Entre outras coisas, as técnicas abaixo descritas podem ser utilizadas para construir as estruturas descritas no Pedido de Patente U.S. Número 12/693.369.

[0032] A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de construção. O sistema 100 inclui uma fonte de metal 102, um sistema de alimentação 104, um dispositivo de curvamento 106, um soldador 108, e um sistema de controle 110. Como abaixo mais completamente descrito, o sistema 100 é operável para construir estruturas afiladas.

[0033] A fonte de metal 102 inclui um metal bruto do qual uma es trutura afilada é formada. Em algumas concretizações, a fonte de me- tal 102 pode incluir uma coleção de chapas metálicas planas, dimensionadas em qualquer um dos modos descritos no Pedido de Patente U.S. Número 12/693.369. As chapas podem ser construídas e dispostas para facilitar pegar facilmente uma chapa desejada no processo de fabricação. Por exemplo, as chapas podem ser armazenadas em um magazine ou outro fornecedor adequado.

[0034] O sistema de alimentação 104 é operável para transportar o metal da fonte de metal 102 para (e em algumas concretizações, através) o dispositivo de curvamento 106. O sistema de alimentação 104 pode incluir qualquer tal equipamento apropriado para pegar uma chapa desejada de acordo com as técnicas tradicionais. Tal equipamento pode incluir, por exemplo, braços robóticos, pistões, cervos, parafusos, atuadores, rolos, acionadores, eletroímãs, etc., ou combinações de quaisquer dos acima.

[0035] Em uma modalidade alternativa, a fonte de metal 102 inclui um rolo de material metálico, e o sistema 100 inclui uma ferramenta de corte 103. Em operação, a ferramenta de corte 103 corta seções do material metálico como descrito no Pedido de Patente U.S. Número 12/693.369 para formar uma coleção de chapas que podem ser alimentadas para o dispositivo de curvamento 106 pelo sistema de alimentação 104.

[0036] O dispositivo de curvamento 106 é operável para curvar o metal alimentado dentro deste, sem introduzir deformações no plano ao metal. Mais ainda, o dispositivo de curvamento 106 pode introduzir um grau de curvatura controlável ao metal. Em algumas concretizações, o dispositivo de curvamento 106 inclui um rolo triplo. Referindo à Figura 2, um rolo triplo inclui três rolos cilíndricos paralelos operáveis para introduzir uma curvatura constante ao metal alimentado através dos rolos na direção da seta tracejada. O grau de curvatura pode ser controlado, por exemplo, ajustando dinamicamente o raio de um ou mais rolos, ajustando dinamicamente as posições relativas dos rolos, etc.

[0037] Referindo de volta à Figura 1, alternativamente, ou, além disso, o dispositivo de curvamento 106 pode incluir um ou mais rolos em forma de cone ao invés de um rolo cilíndrico na configuração de rolo triplo. Um rolo em forma de cone inerentemente introduz uma curvatura variável - isto é, uma curvatura mais alta na direção do vértice do cone, uma curvatura mais baixa na direção da base. Como uma alternativa adicional, pode-se utilizar um rolo possivelmente irregularmente formado para introduzir uma curvatura correspondente no material alimentado.

[0038] Além disso, ou alternativamente ao acima, uma estrutura sólida pode ser substituída por uma coleção de estruturas menores (por exemplo, rodas, rolamentos, rolos menores, ou similares) que coletivamente aproximam o exterior da estrutura sólida correspondente. Por exemplo, um cilindro pode ser substituído por uma coleção de rodas de raios iguais, um cone poderia ser substituído por uma coleção de rodas de raios decrescentes, etc.

[0039] Quando um pedaço retangular de material é alimentado dentro de um rolo triplo "de cabeça" (isto é, com a borda que entra do material retangular paralela aos eixos dos cilindros do rolo triplo), então este será deformado em um arco circular, como ilustrado na Figura 2. No entanto, quando um pedaço retangular de material é alimentado a um ângulo, o material será deformado em uma forma de "saca- rolha", potencialmente com folgas entre cada volta, como ilustrado na Figura 3. As técnicas abaixo descritas envolvem variar o ângulo de alimentação (e outros parâmetros abaixo descritos) de modo que as bordas do material fiquem adjacentes uma à outra, permitindo-as serem unidas (por exemplo, soldadas) para formar a estrutura desejada, como mostrado na Figura 4.

[0040] Um modo de executar isto é como segue. Como um assun to preliminar, qualquer estrutura afilada inclui ou um pico real ou um pico virtual. Um pico real é um ponto no qual o afinamento eventualmente diminui para zero. Por exemplo, um cone tem um pico real no seu vértice. Para uma estrutura truncada, tal como uma estrutura tron- cocônica, um "pico virtual" é o ponto no qual o afinamento eventualmente diminuiria para zero se a estrutura não fosse truncada. Neste documento, a palavra "pico" inclui tanto picos reais quanto picos virtuais.

[0041] Um modo para variar o ângulo de alimentação acima des crito é controlar a aproximação do material metálico de modo que o material esteja puramente girando (isto é, não transladando) com relação ao pico da estrutura conforme o material é alimentado para o dispositivo de curvamento 106. Esta condição é equivalente a requerer que cada ponto na chapa de material que entra esteja a uma distância constante do pico da estrutura conforme o material é deformado pelo dispositivo de curvamento 106. Note, no entanto, que o pico da própria estrutura poderia estar movendo em relação a outras partes do sistema 100, como abaixo mais completamente descrito. A condição "puramente rotacional" acima descrita refere-se somente ao movimento relativo do material alimentado com relação à localização do pico. Isto é, tanto o material quanto o pico podem também estar transladando ou sendo submetidos a um movimento mais complicado com relação a outros componentes do sistema 100. Se esta condição for atendida, então um material metálico mesmo irregularmente formado pode ser unido em uma estrutura afilada, como mostrado na Figura 5.

[0042] Em algumas concretizações, o sistema de alimentação in clui um ou mais posicionadores, carros, braços articulados, ou similares, que alimentam cada chapa de material para o dispositivo de cur- vamento e são coletivamente controláveis pelo sistema de controle 100 para assegurar que esta condição de alimentação seja atendida.

[0043] Além de controlar o ângulo de alimentação, o grau de cur vatura transmitido do dispositivo de curvamento é também controlado. Para formar uma estrutura cônica ou troncocônica, por exemplo, a curvatura com a qual um dado ponto no material que entra é deformado varia linearmente com a altura ao longo do eixo geométrico do cone resultante no qual o dado ponto ficará. Outras estruturas afiladas requerem outros graus de curvatura transmitidos.

[0044] O soldador 108 é operável para unir as chapas no material alimentado a outras chapas de material alimentando (ou a si mesmo, ou a outras estruturas). Em algumas concretizações, o soldador 108 inclui um ou mais cabeçotes de solda cuja posição e operação é controlável.

[0045] O sistema de controle 110 é operável para controlar e coor denar as várias tarefas acima descritas, incluindo, mas não limitado a operar o sistema de alimentação 104, operar o dispositivo de curva- mento 106, e operar o soldador 108. O sistema de controle 110 inclui um hardware de computador, o software, um circuito, ou similares que coletivamente geram e fornecem sinais de controle para os componentes acima descritos para executar as tarefas desejadas.

[0046] Assim, consistente com o acima, um método para construir uma estrutura afilada inclui: identificar o material (por exemplo, uma chapa de material); transportar o material para um dispositivo de cur- vamento; identificar a localização de pico da estrutura afilada (o qual pode mudar como uma função de tempo); alimentar o material para o dispositivo de curvamento de modo que o material seja submetido a um movimento puramente rotacional em relação à localização de pico; e soldar o material ao longo das bordas onde o material encontra chapas de material anteriores, por meio disto formando a estrutura afilada.

[0047] No acima, várias tarefas foram descritas que envolvem um movimento relativo de vários componentes. No entanto, é reconhecido que restrições de projeto variáveis podem requerer que certos componentes permaneçam fixos (em relação ao solo) ou sejam submetidos somente a um movimento mínimo. Por exemplo, o sistema 100 pode ser projetado de modo que qualquer um dos componentes seguintes permaneça fixo em relação ao solo: a fonte de metal 102, qualquer componente desejado do sistema de alimentação 104, qualquer componente desejado do dispositivo de curvamento 106, qualquer componente desejado do soldador 108, o pico da estrutura afilada sob construção, etc. Similarmente, o sistema 100 pode ser projetado de modo que nenhum dos componentes acima permaneça fixo em relação ao solo (ou, exceto como acima notado, uns em relação aos outros). Em algumas concretizações, o componente mais pesado ou mais difícil de mover permanece fixo em relação ao solo. Em algumas concretizações, o movimento relativo dos componentes é escolhido para melhor mitigar o risco de ferimentos para aqueles próximos do sistema 100. Em algumas concretizações, o movimento relativo dos componentes é escolhido para maximizar a vida esperada do sistema 100 como um todo ou a vida esperada de um ou mais componentes.

[0048] Como acima discutido, é desejável dispor que a chapa de material inteira seja alimentada para o sistema 100 para ser submetida a um movimento puramente rotacional no processo de alimentação - isto é, o período de logo antes do primeiro ponto do material ser alimentado para o dispositivo de curvamento, até logo após o último ponto do material deixar o dispositivo de curvamento. Obter esta condição durante o processo de alimentação resulta nas bordas de material finalmente ficando adjacentes a bordas correspondentes do material predecessor que foi anteriormente alimentado através do dispositivo de curvamento. Esta condição está adicionalmente ilustrada nas Figuras 6A-C, no contexto de construir uma estrutura troncocônica. A es- trutura troncocônica 600 parcialmente formada tem um pico (virtual) no ponto P, e lados tangentes às linhas tracejadas. Para ilustrar mais claramente a condição de "movimento puramente rotacional", o sistema de construção 100 não está mostrado.

[0049] Nas Figuras 6A e B, uma chapa de material 602 está mos trada, e um ponto arbitrário sobre esta identificado "A". A distância entre o ponto A e o pico virtual P está identificada pela linha cheia R. Conforme a chapa 602 é alimentada no sistema, como mostrado na Figura 6C, a distância R entre o ponto A e o pico P permanece constante, mesmo enquanto a chapa 602 é deformada pelo dispositivo de curvamento do sistema 100. É claro, a distância da chapa 602 para o pico P variará entre pontos da chapa 602. No entanto, se a chapa 602 for submetida a um movimento puramente rotacional com relação ao ponto P, então para qualquer ponto fixo sobre a chapa 602, a distância daquele ponto para o ponto P permanece constante, mesmo conforme a chapa 602 é deformada.

[0050] A Figura 6D é um diagrama cinemático que ilustra o movi mento rotacional de material ao redor de um ponto P. Na Figura 6D, um ponto arbitrário A é identificado sobre o material, e este ponto A permanece a uma distância constante R de P conforme o material gira ao redor do ponto P. Independentemente de uma configuração de equipamento, a concretização do movimento rotacional pode inicialmente ser imaginada como requerendo certos ingredientes: primeiro, a capacidade de transmitir uma translação tangencial ao longo do círculo de raio R centrado em P; e segundo, a capacidade de transmitir uma rotação na direção apropriada ao redor do centro geométrico do material.

[0051] Mais ainda, como a direção tangencial muda conforme o material move, realizar este aspecto do movimento rotacional é possível se alguém puder realizar uma translação em duas direções fixas (por exemplo, uma direção de alimentação e outra direção), desde que as direções sejam diferentes. Se isto for possível, então uma translação arbitrária pode ser conseguida por uma combinação linear apropriada das direções fixas.

[0052] A descrição acima da condição puramente rotacional foi apresentada no contexto de um pico P estacionário. No entanto, em algumas concretizações, o ponto P pode mover durante o processo de construção. Por exemplo, se o dispositivo de curvamento 106 for fixo em relação ao solo, então cada nova adição de material pode empurrar o ponto P mais distante do dispositivo de curvamento. Quando o ponto P está movendo em uma certa direção a um certo tempo, o material deve também mover na mesma direção no mesmo tempo, além de ter um componente puramente rotacional, de modo a satisfazer a condição de "rotação pura".

[0053] Apesar da frase movimento "puramente rotacional" ter sido acima utilizada, ligeiros desvios da rotação pura (isto é, ligeiras translações do material ou do pico um em relação ao outro) podem ser permissíveis. Se o material for submetido a qualquer movimento trans- lacional com relação ao pico durante o processo de alimentação, a estrutura resultante pode desviar de uma geometria troncocônica ideal. Especificamente, podem existir folgas onde o material falha em encontrar bordas correspondentes de porções predecessoras de material, o material pode se sobrepor, ou ambos.

[0054] Em algumas concretizações, um certo grau de desvio de uma estrutura trococônica ideal pode ser tolerável. Por exemplo, se as bordas do material devem ser unidas por soldagem, calafetagem, epó- xi, ou similares, então uma ligeira folga para acomodar a solda ou o adesivo pode ser desejável. Similarmente, se as bordas de material devem ser unidas por rebites, espigas, parafusos, ou outros fixadores mecânicos, adesivos, ou similares, então um ligeiro grau de sobrepo- sição pode ser desejável.

[0055] Como utilizado neste documento, movimento "substancial mente rotacional" significa um movimento puramente rotacional como acima descrito, exceto permitindo ligeiros desvios que podem ser úteis posteriormente no processo de fabricação. O grau destes desvios permissíveis, em geral, variará com as dimensões da estrutura tronco- cônica desejada e as etapas de fabricação que os desvios acomodam. Também como utilizado neste documento, "movimento rotacional" deve ser compreendido significar ou um movimento substancialmente rotacional ou um movimento puramente rotacional. Ao contrário, se o movimento de material contém um componente rotacional ao redor do pico P assim como um componente translacional significativo além do que é necessário ou desejável para as etapas de fabricação posteriores, tal movimento não é "rotacional ao redor do pico" dentro do significado deste documento.

[0056] A Figura 7A é uma vista em perspectiva de uma concretiza ção de um sistema de construção, e a Figura 7B é uma vista de topo correspondente da concretização.

[0057] Em algumas modalidades, o dispositivo de curvamento in clui um rolo triplo 700. O rolo triplo 700 inclui uma porção superior 701 que pode ser articulada verticalmente - ou manualmente, ou sob a direção do sistema de controle 110 (Figura 1). A articulação da porção superior pode ser útil para acoplar o material 102, ou controlar a quantidade de curvatura transmitida para o material 102 conforme este passa através do rolo triplo 700. Em geral, uma diferente porção pode ser articulada; qualquer mudança controlável na posição relativa dos rolos pode ser utilizada para transmitir quantidades correspondentes de curvatura para o material 102.

[0058] Em algumas concretizações, o rolo triplo 700 inclui uma plu ralidade de rolos individuais 712 dispostos em bancos. Em várias con- cretizações, estes rolos 712 podem ser individualmente acionados, coletivamente acionados, ou não acionados de todo. Os bancos não precisam ser paralelos.

[0059] Em algumas modalidades, o sistema de alimentação 104 (Figura 1) inclui o sistema de acionamento 704. Este sistema de acionamento inclui uma pluralidade de rolos 706a, 706b, 706c, 706d, um posicionador 708, e rodas 710. Os rolos 706a-d podem ser diferencialmente acionados (por exemplo, com os rolos 706a, 706c sendo acionados a uma taxa diferente do que os rolos 706b, 706d) de modo a fazer com que o material gire 102 conforme este passa através dos rolos 706a-d. Controlar a velocidade rotacional dos rolos (em combinação com outros parâmetros aqui descritos) pode ajudar a realizar o movimento rotacional do material 102 ao redor do pico da estrutura troncocônica 702.

[0060] O sistema de acionamento 704 está acoplado no rolo triplo 700 (ou outro objeto conveniente) através de um posicionador 708. O posicionador 708 é operável para mover o sistema de acionamento 704 (e com este, o material 102) em relação ao rolo triplo 700 sob a direção do sistema de controle 110 (Figura 1). O posicionador 708 pode incluir um pistão hidráulico, pistão pneumático, servo, parafuso, atuador, cremalheira e pinhão, sistema de cabo e polia, came, acionamento eletromagnético, ou outro dispositivo capaz de transmitir o movimento desejado.

[0061] Em algumas concretizações, o sistema de acionamento 704 está preso rotativo ao redor de um ponto de articulação 711, de modo que ativando o posicionador 708 cause uma rotação ao redor do ponto de articulação. Em algumas concretizações, o sistema de acionamento 704 inclui rodas 710 para permitir que o sistema 704 mova mais facilmente.

[0062] Controlar o movimento do sistema de acionamento 704 através do posicionador 708 (em combinação com outros parâmetros aqui descritos) pode ajudar a realizar o movimento rotacional do material 102 ao redor do pico da estrutura troncocônica 702 durante o processo de construção.

[0063] A Figura 8A é uma vista em perspectiva de outra modalida de do sistema de construção 100, e a Figura 8B é uma vista superior correspondente da modalidade. Esta modalidade inclui um rolo triplo 800 que tem uma porção superior 801 como acima descrito e um sistema de acionamento 804.

[0064] O sistema de acionamento 804 inclui dois posicionadores 806, 808 que estão acoplados rotativos no solo (ou outro objeto conveniente) em juntas 807a, 809a, e acoplados rotativos a uma mesa 810 nas juntas 807b, 809b. Como acima, o posicionador pode incluir um pistão, servo, parafuso, atuador, came, acionamento eletromagnético, ou outro dispositivo capaz de transmitir o movimento desejado. A barra de tensão 812 está montada articulada na mesa 810 na junta 813 e montada articulada no solo (ou outro objeto conveniente) na junta 811. A barra tensão 812 tensiona a mesa 810 contra os posiciona- dores 806, 808 e o sistema de acionamento 804.

[0065] Em algumas concretizações, a mesa 810 inclui característi cas para guiar ou de outro modo ajudar o material 102 mover no modo do rolo triplo. Por exemplo, a mesa 810 pode incluir um ou mais rolos 814, rolamentos de ar, sistemas eletromagnéticos, revestimentos ou tratamentos de baixo atrito, rodas, transferidores de esferas, etc.

[0066] Cada posicionador 806, 808 é controlado pelo sistema de controle 110, o que resulta no movimento da mesa 810 (e do material 102). Uma variedade de movimentos é possível. Por exemplo, ativar um posicionador (e não o outro) resulta na rotação da mesa 810 ao redor da junta onde o posicionador não ativado encontra a mesa. A ativação de ambos os posicionadores 806, 808 para mover em dire- ções paralelas na mesma taxa translada a mesa 810 paralela à direção de movimento. A ativação de ambos os posicionadores em diferentes taxas ou em diferentes direções produz um movimento transla- cional / rotacional misto. Controlar este movimento (em combinação com outros parâmetros aqui descritos) pode ajudar a realizar o movimento rotacional do material 102 ao redor do pico da estrutura tronco- cônica 802.

[0067] A Figura 9A mostra uma vista em perspectiva, e a Figura 8B uma vista superior correspondente, de outra concretização de um sistema de construção. Em algumas concretizações, o rolo triplo 900 inclui uma pluralidade de rolos individuais 1200 dispostos em bancos, como acima descritos. Os bancos não precisam ser paralelos. Como abaixo descritos os rolos 1200 são individualmente dirigíveis.

[0068] Em algumas concretizações, o sistema de alimentação 104 (Figura 1) inclui o sistema de acionamento 904. O sistema de acionamento 904 inclui um rolo 918, um posicionador 906, e uma roda 916. O posicionador 906 está montado rotativo no sistema de acionamento 904 em uma junta 908, e montado rotativo no solo (ou outro objeto conveniente) na junta 910. O rolo 918 é ativado pelo sistema de controle 110 (Figura 1) de modo a acionar (isto é, transladar) o material na direção do rolo triplo 900.

[0069] O posicionador 906 é operável para girar o sistema de aci onamento 904 (e com este, o material 102) em relação ao rolo triplo 900, sob a direção do sistema de controle 110 (Figura 1) O posiciona- dor 906 pode incluir um pistão hidráulico, pistão pneumático, servo, parafuso, atuador, cremalheira e pinhão, motor eletromagnético, sistema de cabo e polia, ou outro dispositivo, came, acionamento eletromagnético, capaz de transmitir o movimento desejado.

[0070] Note, no entanto, que o centro desta rotação é a junta 914, o qual em geral não é a localização do pico da estrutura troncocônica.

[0071] Para ajudar o material a girar ao redor do pico da estrutura troncocônica, os rolos individuais 1200 do rolo triplo podem ser controlados em vários modos. Em algumas concretizações, os rolos individuais 1200 podem ser dirigidos pelo sistema de controle. Isto é, o movimento de direção transmitido para o material pelos rolos 1200, representado pela seta X na Figura 9B, é controlável, girando os rolos individuais 1200 com relação ao chassi de rolo triplo. Especificamente, a direção da seta X pode ser feita ser diferente da direção de alimentação - isto é, o movimento de direção transmitido pelo rolo 918 representado pela seta Y na Figura 9B.

[0072] Em algumas concretizações, os rolos 1200 estão fixamente montados para transmitir uma direção de movimento outra que a direção de alimentação, mas a velocidade rotacional dos rolos 1200 é controlável. Em algumas concretizações, controlar as velocidades relativas dos rolos 918 e 1200 pode coletivamente transmitir um movimento rotacional ao material ao redor do pico da estrutura troncocônica.

[0073] A Figura 10A é uma vista em perspectiva de outra concreti zação do sistema de construção 100, e a Figura 10B é uma vista superior correspondente da concretização. Esta concretização inclui um rolo triplo 1000 que tem uma porção superior 1001 como acima descrito e um sistema de acionamento 1004.

[0074] O sistema de acionamento 1004 inclui dois posicionadores 1006, 1008 que estão acoplados, respectivamente, no solo (ou outro objeto conveniente) em juntas 1008, 1012, e estão cada um acoplado no sistema de acionamento 1004 na junta 1014. Como acima, os posi- cionadores podem incluir um pistão, servo, parafuso, atuador, came, acionamento eletromagnético, ou outro dispositivo capaz de transmitir o movimento desejado.

[0075] O sistema de acionamento 1004 também inclui um par de rolos 1020a, 1020b, que são controláveis pelo sistema de controle 110. Estes rolos são operáveis para acionar (isto é, transladar) o material 102 na direção do rolo triplo 1000. Além disso, cada posicionador 1006, 1010 é controlado pelo sistema de controle 110, o que resulta no movimento dos rolos 1020a, 1020b (e em algumas concretizações, do material 102). Uma variedade de movimentos é possível, de pura translação, para pura rotação, para um movimento translacional / rota- cional misturado. Controlar este movimento (em combinação com outros parâmetros aqui descritos) pode ajudar a realizar o movimento rotacional do material 102 ao redor do pico da estrutura troncocônica 802.

[0076] A Figura 11A é uma vista em perspectiva de outra concreti zação do sistema de construção, e a Figura 11B é uma vista superior correspondente da concretização.

[0077] Aqui, o sistema de construção inclui um rolo triplo 1100 com uma porção superior controlável como acima descrito que deforma o material 102 em uma estrutura troncocônica 1102. O sistema de alimentação 104 inclui um sistema de acionamento 1104. O sistema de acionamento 1104 inclui um conjunto 1106 que tem dois ou mais apanhadores 1108. Cada apanhador 1108 está montado deslizante sobre um trilho 1110, cada trilho 1110 está montado deslizante sobre duas pistas 1112a e 1112b. sob o controle do sistema de controle 110, os apanhadores podem ser posicionados em qualquer localização desejada dentro da área acessível definida pelo trilho 1110 e as pistas 1112a, b.

[0078] Cada apanhador 1108 é operável para acoplar, agarrar, ou de outro modo aderir no material 102. Em algumas concretizações, um apanhador 1108 pode incluir eletroímãs controláveis, dispositivos de sucção, grampos, flanges, adesivos, ou similares. Em algumas concretizações, braços robóticos podem ser empregados no lugar do conjunto 1106 para mover os apanhadores 1108 para localizações desejadas.

[0079] Movimentos complicados (incluindo rotações e/ou transla ções) podem ser transmitidos para o material acoplando, agarrando, ou de outro modo aderindo ao material em dois ou mais pontos. Especificamente, utilizando os apanhadores 1108 deste modo pode ajudar a realizar o movimento rotacional do material 102 ao redor do pico da estrutura troncocônica.

[0080] A Figura 12 mostra uma vista esquemática de um único banco de rolos em um rolo triplo, consistente com outra concretização do sistema de construção. Na Figura 12, as setas sobre cada rolo individual 1200 representa um componente de movimento transmitido para o material pelo rolo 1200 conforme o material passa sobre o rolo. Cada seta é uma função da orientação do rolo e da taxa na qual o rolo é acionado. Assim, por exemplo, o rolo 1200a transmite relativamente pouco movimento horizontal para o material na localização do rolo 1200a, enquanto que o rolo 1200g transmite uma quantidade de movimento horizontal relativamente grande na localização do 1200g.

[0081] Com exatamente dois rolos 1200 diferencialmente aciona dos, um componente rotacional (ou um componente rotacional / trans- lacional misto) pode ser transmitido para o material. Com mais de dois rolos 1200, é desejável dispor para que cada rolo transmita consistentemente o mesmo movimento bruto para o material. Por exemplo, para realizar um movimento rotacional na direção da seta X ao redor de uma localização de pico P (o qual este próprio está movendo verticalmente, cada rolo 1200 está configurado para transmitir um movimento vertical idêntico ao movimento vertical de P, e um grau de movimento horizontal que aumenta linearmente (como mostrado pela linha tracejada) com a distância do rolo de P.

[0082] As concretizações exemplares acima utilizaram várias es truturas - posicionadores, rolos únicos, pares ou sistemas de rolos di-ferencialmente acionados, apanhadores, etc. - para mover o material ou contribuir ao movimento do material de modo que o resultado líquido é o material movendo rotacionalmente com relação ao pico conforme este move através do dispositivo de curvamento. Estas concretizações exemplares ilustram somente poucas do número virtualmente infinito de possibilidades para executar este resultado. Especificamente, as concretizações acima não ilustram exaustivamente o escopo total da invenção.

[0083] Mais ainda, mesmo para uma configuração específica de equipamento, em geral pode existir mais de um meio para controlar os vários componentes de modo que o efeito líquido seja mover rotacio- nalmente o material ao redor do pico no caminho do material para o dispositivo de curvamento. O gráfico mostrado na Figura 13 ilustra um cenário de controle específico no contexto de concretizações consistentes com a Figura 7. Quando as velocidades de rotação de um par de rodas de acionamento externas (por exemplo, rolos 706a, 706c) e um par de rodas externas (por exemplo, rolos 706b, 706d) variam como mostrado na Figura 13, um movimento rotacional ao redor da localização de pico é conseguido.

[0084] Outras técnicas de controle são prontamente identificáveis.

[0085] A Figura 14 é um fluxograma que mostra um método para construir uma estrutura afilada de acordo com cada uma das concretizações acima. Na etapa 1402, o material é identificado. Como acima discutido em algumas concretizações o material compreende chapas individuais pré-cortadas, como descrito no Pedido de Patente U.S. Número 12/693.369.

[0086] Na etapa 1404 o material é transportado para o dispositivo de curvamento. Isto pode ocorrer utilizando qualquer meio conhecido. Especificamente, não há restrição sobre o movimento do material nesta etapa, e este não precisa girar com relação a qualquer outro ponto.

[0087] Na etapa 1406, o material é alimentado para dentro do dis- positivo de curvamento. Nesta etapa, o material mantém um movimento rotacional com relação ao pico da estrutura troncocônica durante o processo de alimentação. A etapa 1406 resulta na deformação do material para transmitir um certo grau de curvatura. No entanto, em algumas concretizações, nenhuma deformação no plano do material ocorre.

[0088] Na etapa 1408, as bordas do material são unidas onde es tas encontram, de modo a formar a estrutura afilada. Em algumas con-cretizações, uma etapa de junção separada pode ocorrer antes da etapa 1406. Por exemplo, chapas de material de forma trapezoidal que têm um par de lados longos e par de lados curtos, os lados curtos podem ser unidos primeiro (por exemplo, com outras chapas de material), então o material deformado, e então os lados longos unidos.

[0089] A união do material pode ser executada por qualquer meio conhecido, incluindo soldagem, adesivos, epóxi, cimento, argamassa, rebites, parafusos, fita, brasagem, soldagem, ou características geométricas complementares (por exemplo, pinos que coincidem com furos, dentes que coincidem uns com os outros, encaixes, etc.).

[0090] Os sistemas, dispositivos, métodos, processos, e similares acima podem ser realizados em hardware, software, ou qualquer combinação destes adequada para o controle, aquisição de dados, e processamento de dados aqui descritos. Isto inclui a realização em um ou mais microprocessadores, micro controladores, micro controladores embutidos, processadores de sinal digital programáveis ou outros dispositivos programáveis ou circuitos de processamento, juntamente uma memória interna e/ou externa. Isto pode também, ao invés, incluir um ou mais circuitos integrados específicos de aplicação, redes de portas programáveis, componentes lógicos de rede programável, ou qualquer outro dispositivo ou dispositivos que podem ser configurados para processar sinais eletrônicos. Será adicionalmente apreciado que uma realização dos processos ou dispositivos acima descritos pode incluir um código executável por computador criado utilizando uma linguagem de programação estruturada tal como C, uma linguagem de programação orientada em objeto tal como C++, ou qualquer outra linguagem de programação de alto nível ou de baixo nível (incluindo linguagens assembly, linguagens de descrição de hardware, e linguagens e tecnologias de programação de banco de dados) que pode ser armazenada, compilada ou interpretada para executar em um dos dispositivos acima, assim como combinações heterogêneas de processadores, arquiteturas de processador, ou combinações de diferentes hardwares e softwares. Ao mesmo tempo, o processamento pode ser distribuído através de dispositivos tal como os vários sistemas acima descrito, ou toda a funcionalidade pode ser integrada em um dispositivo dedicado, independente. Todas tais permutações e combinações pretendem cair dentro do escopo da presente descrição.

[0091] Em algumas modalidades aqui descritas estão produtos de programa de computador que compreendem um código executável por computador ou um código utilizável por computador que, quando executando em um ou mais dispositivos de computação (tal como os dispositivos / sistemas acima descritos), executa qualquer e/ou todas as etapas aqui descritas. O código pode ser armazenado em um modo não transitório em uma memória de computador a qual pode ser uma memória da qual o programa executa (tal como uma memória de acesso randômico associada com um processador), ou um dispositivo de armazenamento tal como uma unidade de disco, memória instantânea ou qualquer outro dispositivo ótico, eletromagnético, magnético, infravermelho ou outro ou combinação de dispositivos. Em outro aspecto, qualquer um dos processos acima descritos pode ser incorporados em qualquer meio de transmissão ou propagação que carrega o código executável por computador acima descrito e/ou quaisquer entradas ou saídas para o mesmo.

[0092] Será apreciado que os métodos e sistemas acima descritos estão apresentados como exemplo e não limitação. Numerosas variações, adições, omissões, e outras modificações serão aparentes para alguém versado na técnica. Além disso, a ordem de apresentação de etapas de método na descrição e desenhos acima não é pretendida requerer esta ordem de execução das etapas recitadas a menos que uma ordem específica seja expressamente requerida ou de outro modo clara do contexto.

[0093] Os significados de etapas de método da(s) invenção(ões) aqui descrita(s) pretendem incluir qualquer método adequado para causar uma ou mais outras partes ou entidades executem as etapas, consistente com a capacidade de ser patenteada das reivindicações seguintes, a menos que um diferente significado seja expressamente provido ou de outro modo claro do contexto. Tais partes ou entidades não precisam estar sob a direção ou controle de qualquer outra parte ou entidade e não precisam estar localizadas dentro de uma jurisdição específica.

[0094] Por exemplo, uma descrição ou recitação de "adicionar um primeiro número a um segundo número" inclui fazer com que uma ou mais partes ou entidades adicionem os dois números juntos. Por exemplo, se uma pessoa X engajar em uma transação de curta distância com a pessoa Y para adicionar os dois números, e a pessoa Y realmente adicionar os dois números, então ambas as pessoas X e Y executam a etapa como recitado: a pessoa Y em virtude do fato que ela realmente adicionou os números, e a pessoa X em virtude do fato que ela fez com que a pessoa Y adicionasse os números. Mais ainda, se uma pessoa X estiver localizada nos Estados Unidos e a pessoa Y estiver localizada fora dos Estados Unidos, então o método é executado nos Estados Unidos em virtude da participação da pessoa X em fazer com que a etapa seja executada.

Claims

1. Método para formar uma estrutura troncocônica de um estoque de material plano (102), a estrutura troncocônica apresentando um pico virtual com uma localização de pico (P) em um ponto onde o afunilamento da estrutura troncocônica decresce a zero se a estrutura não for truncada, o método caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: alimentar um material (102) utilizado para formar a estrutura troncocônica em um dispositivo de curvamento (106) de modo que: uma porção do material (102) que não foi ainda deformada pelo dispositivo de curvamento (106) sofra um movimento rotacional substancial no plano da porção do material (102) ao redor da localização de pico (P) da estrutura troncocônica, de modo que cada ponto da porção de material (102) que ainda não foi deformado mantem uma distância constante ao longo da alimentação da localização de pico (P); e o material (102) encontra uma porção predecessora de material (102) ao longo de uma ou mais bordas adjacentes; e transladar a porção de material (102) em uma direção dife-rente da direção de alimentação do material (102) e ajustar um ângulo de alimentação da porção de material (102) de acordo com o movimento de rotação substancial.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a localização de pico (P) move ao longo de um eixo geométrico fixo.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material (102) é trapezoidal.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que alimentar o material (102) para o dispositivo de cur- vamento (106) não transmite uma deformação no plano ao material (102).

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que alimentar o material (102) para dentro do dispositivo de curvamento (106) inclui variar um ângulo de alimentação do material (102) com relação a uma direção de alimentação de modo que cada ponto sobre o material (102) translade tangencialmente a um círculo imaginário correspondente de raio constante centrado na localização de pico (P).

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a variação do ângulo de alimentação inclui transmitir pelo menos um de um movimento de rotação e um movimento de translação ao material (102) em relação a direção de alimentação.

7. Sistema para formar estrutura troncocônica a partir de material metálico plano (102), a estrutura troncocônica tendo um pico virtual com uma localização de pico em um ponto em que o cone da estrutura troncocônica diminuiria para zero se a estrutura da estrutura fosse não truncado, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de curvatura (106) configurado para transmitir um grau de curvatura controlável ao material (102); um sistema de alimentação (104) capaz de: transmitir um primeiro componente de movimento translaci- onal ao material (102) em um primeiro ponto sobre o material (102); transmitir um segundo componente de movimento transla- cional ao material (102) em um segundo ponto sobre o material (102); e girar o material (102) ao redor de um ponto no sistema de alimentação (104), em que cada ponto na folha de entrada do material (102) está a uma distância constante do local de pico (P) quando o estoque (102) é deformado pelo dispositivo de curvatura (106).

8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreendendo um sistema de controle (110) configurado para fazer com que, o sistema de alimentação (104) alimente o material (102) para o dispositivo de curvatura (106) de modo que o material (102) é submetido a um movimento rotacional ao redor de um pico (P) da estrutura troncocônica; e o dispositivo de curvatura (106) para transmitir um grau de curvatura ao material (102) que varia com o tempo.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o sistema de alimentação (104) inclui: um rolo operável para alimentar o material (102) para o dispositivo de curvatura (106) ao longo da direção de alimentação, e um posicionador operável para transladar o material (102) na direção diferente da direção de alimentação.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o sistema de alimentação (104) inclui um par de rolos diferencialmente acionados coletivamente operáveis para girar o material (102) ao redor da articulação móvel e transladar o material (102) na direção de alimentação.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o sistema de alimentação (104) inclui um par de posicionadores que são coletivamente operáveis para transladar o material (102) para o dispositivo de curvatura (106) ao longo da direção de alimentação, girar o material (102) ao redor da localização de pico (P), e transladar o material (102) na direção diferente da direção de alimentação.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma localização do pico (P) move em relação ao dispositivo de curvatura (106) enquanto o material (102) é alimentado através do dispositivo de curvatura (106).

13. Sistema para formar uma estrutura troncocônica a partir de material metálico plano (102), a estrutura troncocônica tendo um pico virtual com uma localização de pico (P) em um ponto em que o cone da estrutura troncocônica diminuiria a zero se a estrutura fosse não truncado,, caracterizada pelo fato de que compreende: um dispositivo de curvatura (106) configurado para transmitir um grau de curvatura controlável para o material (102); meios para alimentar o material (102) através do dispositivo de curvatura (106) através do movimento rotacional ao redor da localização de pico (P) da estrutura troncocônica, em que cada ponto na folha de entrada do material (102) está a uma distância constante do local de pico (P), quando o material (102) é deformado pelo dispositivo de curvatura (106) do sistema.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caraterizado pelo fato de que a localização do pico (P) move em relação ao dispositivo de curvatura (106) enquanto o material (102) é alimentado através do dispositivo de curvatura (106).