BR112018007105B1 - Método para operar cabeça de grafagem, cabeça de grafagem para grafar chapas de metal e aparelho para grafar chapas de metal compreendendo tal cabeça de grafagem - Google Patents

Abstract

CABEÇA DE GRAFAGEM. É descrito aqui um novo método para operar uma cabeça de grafagem do tipo que compreende um rolete de grafagem (101) e um segundo rolete oposto (102), que podem girar em torno de respectivos eixos contidos em um único plano. O método prevê uma variação da posição do segundo rolete que é oposto ao rolete de grafagem como uma função de um sinal que indica a força exercida por dito segundo rolete na folha de metal e/ou como uma função de um sinal que indica a posição da cabeça ao longo do trajeto de usinagem.

Description

TEXTO DA DESCRIÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a uma cabeça de grafagem (do inglês, hemming head) para chapas de metal, do tipo que compreende: - uma estrutura de suporte, portando um primeiro rolete e um segundo rolete, que, durante a operação, se arranjam em posições opostas em relação à extremidade da chapa de metal a ser dobrada, e que podem rotacionar livremente em torno de um primeiro eixo e de um segundo eixo, respectivamente, ditos primeiro e segundo eixos estando, ambos, contidos em um único plano; e - um dispositivo configurado para regular a inclinação de dito primeiro eixo em relação a dito segundo eixo, em dito plano.

ESTADO DA TÉCNICA

[0002] Uma cabeça de grafagem do tipo referido acima é, por exemplo, descrita na Patente Alemã número DE10111374BA4.

[0003] Esse tipo de cabeça de grafagem apresenta, antes de tudo, a vantagem de ser capaz de operar sem a necessidade de qualquer base projetada para manter as extremidades das chapas de metal fixas em posição graças à presença do segundo rolete referido, que, durante a operação, se arranja em uma posição oposta ao rolete de grafagem, em relação às extremidades da chapa de metal, e se desloca, com isso, de modo a definir localmente um elemento de contraste para as extremidades supracitadas.

[0004] Ainda, graças à possibilidade de regular a inclinação do rolete de grafagem, a cabeça de grafagem em questão provê a vantagem adicional de simplificar as operações de grafagem, uma vez que a cabeça pode ser mantida substancialmente com uma única orientação no espaço, nos múltiplos passes que prevê toda a operação de grafagem ao longo das extremidades de perímetro da chapa de metal, simplesmente variando a inclinação do rolete de grafagem.

OBJETIVO E SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] O objetivo da presente invenção é melhorar a solução discutida acima.

[0006] Em particular, o objeto da presente invenção é um novo método para operar uma cabeça de grafagem do tipo referido acima, que será capaz de garantir uma qualidade de usinagem melhor.

[0007] Ainda, a presente invenção propõe, para o tipo de cabeça de grafagem em questão, uma nova configuração estrutura que é vantajosa tanto do ponto de vista da construção quanto do ponto de vista funcional.

[0008] Especificamente, a presente invenção se refere a um método para operar uma cabeça de grafagem de acordo com a Reivindicação 1.

[0009] A presente invenção também se refere a uma cabeça de grafagem de acordo com a reivindicação 7.

[0010] As reivindicações formam uma parte integral dos ensinamentos técnicos aqui providos em relação à invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS E DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0011] Características e vantagens adicionais da invenção emergirão claramente com a descrição que segue, em referência aos desenhos anexados, que são providos apenas como exemplos não limitantes e nos quais: - a Figura 1 ilustra uma modalidade preferida da cabeça de grafagem aqui descrita, de acordo com uma vista lateral; - a Figura 2 é uma ilustração esquemática, provida como forma de exemplo, de diferentes posições operacionais dos roletes da cabeça de grafagem aqui descrita; - a Figura 3 é uma vista em perspectiva do lado frontal da cabeça de grafagem da Figura 1; - a Figura 4 corresponde à vista da Figura 1, a partir da qual alguns elementos do dispositivo para regular a inclinação do rolete de grafagem foram removidos para ilustrar os elementos internos de dito dispositivo; - a Figura 5 ilustra uma vista em perspectiva da porção frontal da cabeça de grafagem da Figura 1, a partir da qual alguns elementos do dispositivo para regular a inclinação do rolete de grafagem foram removidos para ilustrar os elementos internos de dito dispositivo; - a Figura 6 é uma vista axonométrica da cabeça de grafagem da Figura 1, tomada a partir de baixo; e - as Figuras 7A a 7C são ilustrações esquemáticas de vários exemplos da operação da cabeça de grafagem da Figura 1.

[0012] Na descrição a seguir, vários detalhes específicos são ilustrados com o objetivo de prover um entendimento aprofundado das modalidades. As modalidades podem ser obtidas sem um ou mais dos detalhes específicos, ou com outros métodos, componentes, ou materiais, etc. Em outros casos, estruturas, materiais ou operações conhecidos não são ilustrados ou descritos em detalhes, de modo que vários aspectos da modalidade não sejam obscurecidos.

[0013] As referências aqui usadas são providas apenas por conveniência e, portanto, não definem o escopo de proteção ou o escopo das modalidades.

[0014] Como mencionado acima, a cabeça de grafagem aqui descrita é do tipo que compreende: - uma estrutura de suporte, portando um primeiro rolete e um segundo rolete, que, durante a operação, se arranjam em posições opostas em relação à extremidade da chapa de metal a ser dobrada, e que podem rotacionar livremente em torno de um primeiro eixo e de um segundo eixo, respectivamente, ditos primeiro e segundo eixos estando, ambos, contidos em um único plano; e - um dispositivo configurado para regular a inclinação de dito primeiro eixo em relação a dito segundo eixo, em dito plano.

[0015] A Figura 2 é uma ilustração esquemática do modo de operação de dois roletes da cabeça de grafagem aqui descrita, durante a grafagem de duas chapas de metal L1, L2.

[0016] O rolete de grafagem, designado pela referência 101, assume uma posição tal que sua superfície cilíndrica externa se arranja em contato com a extremidade K - já parcialmente dobrada - da chapa de metal externa L1.

[0017] O rolete de contraste 102 se configura, em vez disto, em uma posição oposta em relação ao rolete de grafagem 101, de modo a dar suporte, com sua superfície cilíndrica externa, às porções respectivas das duas chapas de metal L1, L2 imediatamente adjacentes à extremidade K. O rolete 102 possui, em particular, a função de manter essas porções fixas em posição, de modo a prevenir que elas sofram deformações e, ainda, garantir que a ação do rolete de grafagem resulte na dobra da extremidade com a geometria desejada.

[0018] Em uma cabeça de grafagem do tipo aqui descrito, graças ao supracitado dispositivo para regular a inclinação (que será descrito em detalhes na sequência), o rolete de grafagem 101 pode ser orientado com diferentes inclinações em relação ao rolete 102, para variar o ângulo de dobra que os dois roletes 101 e 102 vêm a formar entre a extremidade K e as porções T1 e T2 das duas chapas de metal.

[0019] Nesse âmbito, a operação de grafagem prevê guiar a cabeça de grafagem ao longo das porções de perímetro das duas chapas de metal a serem grafadas, para uma série de passes, e reduzir, entre um passe e outro, a inclinação do rolete de grafagem 101 em relação ao rolete 102 de modo a trazer, de forma gradual, no decorrer dos passes acima, a extremidade K de uma condição substancialmente ortogonal às porções T1 e T2 para uma condição na qual ela esteja dobrada contra as porções supracitadas, de modo que esteja orientada em paralelo a elas.

[0020] O procedimento descrito até agora já é conhecido em si no estado da arte.

[0021] Agora, à luz do acima exposto, será notado que a geometria das porções T1 e T2 e da extremidade K depende, basicamente, das posições mútuas assumidas pelos dois roletes 101 e 102 no decorrer dos vários passes previstos durante a operação de grafagem.

[0022] Como no estado da arte anterior, essas posições podem ser determinadas previamente e, então, serem mantidas fixas durante todo o processo de usinagem. Em particular, é possível, durante uma etapa de configuração de todo o sistema de grafagem, identificar, para cada passe, a chamada orientação ótima para o rolete de grafagem da cabeça, e, então, assumir dito dado como um parâmetro de operação. O rolete oposto é, por sua vez, configurado em uma posição pré-configurada em relação ao rolete de grafagem, e mantido permanentemente nessa posição. Claramente, também é conhecida no estado da arte a possibilidade de se fazerem ajustes durante a manutenção do sistema para recuperar qualquer folga criada por conta de desgaste dos materiais.

[0023] O presente depositante observou, no entanto, que é possível obter resultados de usinagem melhores em comparação com o estado da arte conhecido pela regulação da posição vertical (ver Figura 2) do rolete 102 dinamicamente em relação ao rolete 101, durante o movimento da cabeça ao longo das extremidades da chapa de metal sujeita à operação de grafagem.

[0024] O presente depositante, de fato, observou que as descontinuidades morfológicas que podem ser encontradas ao longo de um mesmo trajeto ao longo das extremidades supracitadas (por exemplo, variações de espessura, variações da posição da linha de dobra, deformações locais, etc.), bem como variações repentinas da direção definida pelo próprio trajeto podem causar localmente, nas áreas em questão, uma dobra da extremidade da chapa de metal que não seja ótima, ou que seja, até mesmo, não efetiva.

[0025] O presente depositante observou, portanto, que é possível, em vez disto, resolver esse problema prevendo uma variação da posição vertical do rolete 102 em relação ao rolete 101 - na direção Y no exemplo da Figura 2 - como uma função de um sinal que indica a força exercida pelo rolete 102 na chapa de metal e/ou como uma função de um sinal que indica a posição da cabeça ao longo do trajeto que esta segue durante a operação de grafagem.

[0026] O propósito principal desse tipo de regulagem é garantir que o rolete 102 sempre mantenha as chapas de metal em uma posição apropriadamente referenciada em relação ao rolete 101, como uma função de qualquer falta de homogeneidade ou peculiaridades estruturais que caracterizam que as peças sejam usinadas de modo que o rolete 101 seja sempre arranjado na condição de executar uma operação correta de dobra das chapas de metal.

[0027] O resultado obtido é uma qualidade substancialmente uniforme de dobra da chapa de metal ao longo do perímetro em questão.

[0028] Em várias modalidades preferidas, o método aqui descrito prevê, ainda, variação dinâmica, durante os passes individuais da cabeça ao longo do trajeto de grafagem, também da inclinação do rolete 101 em relação ao rolete 102. Em modalidades preferidas, isso é feito apenas como uma função de um sinal que indica a posição da cabeça ao longo do trajeto de grafagem; em todo caso, é possível prever um controle baseado também em um sinal que indique a força exercida pelo rolete 101 na chapa de metal, como já discutido em relação ao rolete 102.

[0029] As Figuras 7A a 7C são ilustrações esquemáticas de alguns exemplos de operação de uma cabeça de grafagem de acordo com o método aqui descrito.

[0030] Iniciando na Figura 7A, trata-se de uma ilustração esquemática da lateral de um corpo de veículo automotivo, no qual a cabeça de grafagem 10 aqui descrita executa uma operação de grafagem, em torno da abertura da porta, para unir as duas chapas de metal que constituem a lateral. A cabeça 10 é portada por um robô manipulador, e uma unidade de controle 100 governa a operação do robô e da cabeça.

[0031] Nessa figura, o trajeto seguido pela cabeça 10 durante essa operação é designado pela referência T.

[0032] São identificados, nesse trajeto, trechos T’ e T’’ que diferem uns dos outros no sentido em que os primeiros são trechos curvos com uma curvatura considerável, enquanto os últimos são trechos substancialmente retilíneos ou, em todo caso, apenas com uma leve curvatura.

[0033] Como referido por esse exemplo de aplicação, o método descrito aqui prevê, portanto, associar ao vários trechos, T’ e T’’, posições diferenciadas do rolete 101 e, possivelmente, também do rolete 102.

[0034] Deve-se observar agora que testes experimentais destacaram que, em geral, onde a curvatura do trajeto é mais acentuada, para executar uma ação de dobra efetiva na chapa de metal, é necessário trazer o rolete 101 para uma posição mais inclinada em relação ao rolete 102.

[0035] Com base no acima exposto, o método aqui descrito irá, portanto, prever a associação dos trechos T’ a posições no eixo X1 com um ângulo de inclinação maior do que no caso dos trechos T’’. De acordo com uma geometria particular da chapa de metal, pode se tornar, então, também necessário para os trechos T’ um ajuste da posição do rolete 102, por exemplo, o movendo na direção, ou para longe, do rolete 101, em relação à posição que ele assume ao longo dos outros trechos T’’. Durante a operação, a cabeça de grafagem 10 irá, portanto, configurar os roletes 101 e 102 em diferentes posições com base no trecho no qual ele está localizado.

[0036] Ainda, dentro de um mesmo trecho, a cabeça de grafagem é pré-arranjada para regular adicionalmente a posição do rolete 102 como uma função da força exercida por ele sobre as chapas de metal, em particular, de modo que a força seja controlada e mantida em um valor pré-configurado independentemente das condições específicas das chapas de metal que a cabeça pode encontrar durante seu movimento e que poderiam, em vez disto, fazer com que a quantidade de força exercida pelo rolete 102 se desviasse do valor pré-configurado acima. Por exemplo, no caso em que a cabeça encontra um aumento localizado da espessura de uma ou ambas das chapas de metal, havendo uma circunstância tal que aumente o valor da força exercida pelo rolete 102, o controle aqui descrito prevê mover o rolete 102 para longe do rolete 101 por uma distância tal que compense os efeitos derivados do aumento local da espessura das chapas de metal.

[0037] Deve-se observar que os parâmetros supracitados, a saber, as diferentes posições dos roletes 101 e 102 nos vários trechos T’, T’’, e o valor pré-configurado da força para cada um desses trechos, podem ser derivados empiricamente em uma etapa de configuração do ciclo de usinagem, pela verificação, por meio de vários testes experimentais conduzidos em um cenário idêntico àquele em que o ciclo de usinagem real irá ser executado, de quais são os valores desses parâmetros que permitem uma dobra ótima da extremidade da chapa de metal.

[0038] Os valores obtidos podem, então, ser armazenados na unidade de controle 100.

[0039] A unidade 100 irá governar o robô e a cabeça 10 usando esses parâmetros e com base nos sinais mencionados acima que indicam a força exercida pelo rolete 102 e a posição da cabeça de grafagem. Nesse âmbito, deve-se observar que esses sinais são claramente obtidos por meios de sensores associados ao robô e à cabeça 10. Em particular, a posição da cabeça de grafagem pode claramente corresponder à posição de efetor de extremidade controlado e governado pela unidade 100 com o auxílio dos vários codificadores associados às juntas do robô. O sinal supracitado que indica a posição da cabeça de grafagem irá compreender dados que identificam coordenadas em um sistema de referência, por exemplo, um sistema de referência cartesiano, um sistema de referência cilíndrico, etc.

[0040] A unidade 100 pode ser de qualquer tipo que seja convencionalmente usado para operar e controlar os sistemas de usinagem automatizados. Ele irá compreender ambos os módulos de controle para os vários atuadores que contêm, por exemplo, os inversores para governar os motores elétricos e os módulos de programação para configurar e controlar as ações dos vários membros operacionais do sistema. Obviamente, esses módulos também podem ser fisicamente separados de acordo com as especificidades e requerimentos das várias aplicações.

[0041] Como ilustrado na Figura 7B, ao longo do trajeto T do exemplo da Figura 7A, também é possível encontrar trechos T’’’ nos quais a chapa de metal possui, do lado interno ou do lado externo, porções em corte inferior, que tornariam particularmente problemático o uso do rolete 102, como resultado do risco de interferência entre o rolete e essas porções.

[0042] Nesse caso, o método aqui descrito prevê associação ao trecho T’’’ de uma posição do rolete 102 completamente retraído e arranjado a uma distância do rolete 101, na qual o rolete 102 se torna praticamente inoperante. Assim que a cabeça se move, então, para o próximo trecho T’’, o rolete 102 irá automaticamente se arranjar novamente em contato com a lâmina de metal.

[0043] A Figura 7C ilustra, em vez disto, a operação de grafagem de duas chapas de metal de um componente genérico da carroceria ou do corpo de um veículo automotivo, que é caracterizado pelo fato de que a tira de união das duas chapas de metal possui, ao longo de sua direção de extensão, duas áreas de espessuras diferentes.

[0044] O método aqui descrito prevê distinguir, no trajeto T que a cabeça de grafagem irá seguir, dois trechos diferentes T’ e T’ que identificam essas áreas.

[0045] O método irá, portanto, prever associar aos trechos T’ e T’’ posições diferenciadas do rolete 102, ao longo do eixo Y, apropriadamente regulada com base nas diferentes espessuras das duas áreas em questão.

[0046] Similarmente ao que foi descrito acima, o método aqui divulgado irá prever, ainda, regular adicionalmente a posição do rolete 102 como uma função da força exercida por este sobre a chapa de metal, para fazer com que essa força seja controlada e mantida em uma posição um valor pré-configurado determinado.

[0047] Em todos os casos descritos acima, o resultado obtido pelas operações de grafagem conduzidas de acordo com o método aqui divulgado será uma união que é homogênea em toda a sua extensão, com espessura constante - onde obviamente as chapas de metal têm uma espessura constante - qualquer que seja o perfil e as curvaturas do trajeto de grafagem, e independentemente de qualquer falta de homogeneidade morfológica e/ou homogeneidade geométrica, em pontos localizados, na chapa de metal.

[0048] Em relação ao que foi dito acima, deve ser observado novamente que os referidos trechos T’, T’’ e T’’’ podem, em alguns casos, também corresponder a pontos únicos.

[0049] Em referência, agora, à cabeça de grafagem, ela é caracterizada, quando comparada com as cabeças de grafagem do estado da arte conhecido, precisamente pelo fato de que o eixo de rotação do rolete 102 é definido por um membro que é pré- arranjado para variar a posição desse eixo durante o movimento da cabeça ao longo das extremidades das chapas de metal que sofrem a operação de grafagem.

[0050] Em várias modalidades preferidas, o membro acima é representado pelo elemento móvel de um atuador linear.

[0051] Em todo caso, além do aspecto referente ao ajuste da posição do rolete 102, em geral, a cabeça de grafagem aqui descrita é caracterizada como um todo por uma série de características estruturais que a tornam particularmente vantajosa.

[0052] Nesse âmbito, em referência às Figuras 1 a 6, a cabeça de grafagem 10 compreende uma estrutura de suporte 20 na qual os roletes 101 e 102 são montados, nas modalidades que serão descritas em detalhe daqui em diante, e que é equipada com uma porção de conexão 22 para fixar a cabeça de um dispositivo de movimento automatizado tal como um robô manipulador, como na aplicação ilustrada na Figura 7.

[0053] A porção de conexão 22 define um eixo de referência R que, durante a operação, irá representar um eixo operacional do sistema de grafagem, em referência a qual a unidade de controle do sistema pode controlar a posição e orientação no espaço da cabeça 10.

[0054] A estrutura de suporte 20 possui um corpo principal 24, que se estende de forma semelhante a uma consola a partir da porção de conexão 22 ao longo do eixo R ou, em todo caso, paralelo a ele.

[0055] Preferencialmente, o corpo 24 possui uma forma de corpo em formato de caixa, feito de material em lâmina, possuindo várias porções preparadas para a fixação dos outros componentes da cabeça ali, como será visto a seguir.

[0056] Em várias modalidades preferidas, como na ilustrada, é fixada na extremidade, ou, ainda, na lateral de dito corpo, uma placa 26 que é orientada paralela ao eixo R e se projeta na frente, com uma porção 26A desta, a partir do corpo 24; essa última possui uma direção de extensão que é caracterizada por um desenvolvimento curvilíneo.

[0057] O dispositivo previamente mencionado, projetado para regular a inclinação do rolete de grafagem 101, é montado na estrutura de suporte 20 recém descrita.

[0058] Em particular, como representado esquematicamente na Figura 1, esse dispositivo é configurado para variar a inclinação do rolete 101, isto é, de seu eixo X1, substancialmente através de um movimento de rotação desse eixo em torno de um eixo de referência O, que é localizado na superfície externa do rolete e, no exemplo ilustrado, passa através do vértice da seção do rolete que é localizado mais próximo da linha de dobra definida na chapa de metal L1 (ver Figura 2); essa modalidade específica de movimento garante a melhor condição de contato entre a superfície cilíndrica do rolete e a extremidade da chapa de metal, para qualquer posição assumida pelo rolete.

[0059] Em referência aos detalhes de construção do dispositivo acima, em várias modalidades preferidas, como na ilustrada, é previsto um sistema de guia que compreende dois pares de barras 32, 34 fixados nos dois lados opostos da porção de projeção 26A. Ainda, o dispositivo compreende um carro 24, que porta o rolete de grafagem 101.

[0060] O carro 42 define, como um todo, um corpo em forma de caixa aberto em duas extremidades opostas que são atravessadas pela porção 26A. Especificamente, o corpo é definido pelas duas placas 44 que são orientadas paralelas uma à outra e à porção 26A, e são arranjadas, em relação a esta última, em posições opostas. As placas 44 são unidas umas às outras pelas placas transversais 46, 48, que são arranjadas, respectivamente, nas duas extremidades laterais opostas da porção 26A. O rolete 101 é montado com liberdade para rotacionar em torno do eixo X1 na placa 48, que é localizada no lado do eixo de referência O.

[0061] As barras 32 e 34 têm uma seção transversal poligonal, preferencialmente retangular, e se estendem longitudinalmente de acordo com um desenvolvimento curvilíneo, como a porção de projeção 26A.

[0062] As barras 32 são arranjadas em uma região interna do lado respectivo da porção 26A e, na prática, constituem os dois trilhos nos quais o carro 42 se desloca. Para esse propósito, as extremidades longitudinais de cada barra 32 têm perfis curvilíneos que têm um centro de curvatura comum posicionado ao longo do eixo de referência O referido acima. É encaixada nessas extremidades opostas uma série de rodas opostas 52, que são montadas na placa 44 correspondente, voltada para a barra 32, do carro 42.

[0063] As barras 32 têm, portanto, a função de guiar o carro 42 em um movimento em um plano ideal definido pela porção 26A em si, ao longo de um trajeto curvilíneo, o centro de curvatura da qual é posicionado no eixo de referência O. O rolete 101 é posicionado no carro 42 de tal forma que haja, ao movimento de translação do carro, uma rotação aproximadamente correspondente de seu eixo X1 em torno do eixo de referência O.

[0064] As barras 34 constituem, em vez disto, guias para a restrição lateral do carro, isto é, para manter este último em uma posição fixa na direção transversal ao plano de movimento. De sua parte, o carro 42 possui, novamente nos lados internos das placas 44 nas quais as rodas 52 também são fixadas, blocos de deslizamento 54 projetados para se engatar às faces externas 34’ das barras 34. Preferencialmente, os blocos de deslizamento 54 são montados nas placas 44 de acordo com uma configuração que permite variação de sua posição em relação às próprias placas, por exemplo, por membros de fixação de parafusos e interposição de calços intercambiáveis para permitir ajuste da posição lateral do carro, bem como para recuperar qualquer folga possível.

[0065] Novamente, em várias modalidades preferidas, o sistema de guia do dispositivo aqui descrito é pré-arranjado para permitir ajuste da distância radial (em referência ao trajeto curvilíneo definido pela barra 32) entre as rodas 52 que se engatam nas extremidades opostas da mesma barra 32 para facilitar a instalação do carro 42 na placa 26A e, ainda, também nesse caso, para permitir compensação de qualquer folga possível. Em várias modalidades preferidas, para esse propósito, o sistema prevê que as rodas 52 que se engatam em um dos dois lados opostos da barra 32 serão montadas na placa 44 por interposição de um membro de conexão que possui um perfil excêntrico.

[0066] O dispositivo em questão compreende, ainda, um atuador linear 62, que é montado com seu invólucro básico na estrutura de suporte 20, em particular no corpo 24 ou, ainda, na placa 26, de tal modo a ser capaz de oscilar em um plano paralelo ao plano de movimento do carro 42. A extremidade do membro móvel do atuador está, por sua vez, conectada ao carro 42, preferencialmente a uma das duas placas 44, também nesse caso, de tal forma que o membro possa oscilar em relação ao carro.

[0067] Em referência agora às Figuras 1 e 2, deve-se entender que a atuação do atuador acima da condição de extensão mínima até a condição de extensão máxima, gera um deslocamento do carro 42 de uma posição de extremidade adjacente ao corpo 24 da estrutura de suporte 20 (no sentido para a esquerda como visto na Figura 1A) para uma posição de extremidade na direção da ponta da porção que se projeta 26A (no sentido para a direita como visto na Figura 1A).

[0068] Em referência ao rolete 101, esse movimento do carro irá corresponder à passagem do rolete de uma inclinação máxima em relação ao rolete 102 até uma inclinação zero. O carro 42 e, consequentemente, o rolete 101, podem assumir todas as posições intermediárias situadas entre essas posições de extremidade.

[0069] Em referência ao dispositivo de inclinação, deve-se notar novamente que são montados em um ou ambos os lados opostos da porção 26A membros de fim de curso 121 correspondentes para as duas posições de extremidade referidas acima da carruagem, que são arranjados nas extremidades opostas das barras 32 e 34. Os membros em questão preveem elementos rosqueados para ajuste preciso da posição de fim de curso.

[0070] O atuador linear referido deve ser constituído preferencialmente por um atuador em parafuso governado por um motor elétrico. Alternativamente, é possível, em todo caso, prever atuadores de algum outro tipo, por exemplo, cilindros pneumáticos ou hidráulicos.

[0071] Esse atuador será controlado para governar o rolete 101 de acordo com as modalidades discutidas acima. Em particular, durante a operação de grafagem, ele irá governar o rolete 101 em uma série de posições inclinadas pré-configuradas, cada uma das quais é associada aos vários passes da cabeça ao longo do trajeto de grafagem, para executar uma dobra gradual da extremidade da chapa de metal. Ainda, como foi visto acima, durante os passes individuais, o rolete 101 será, em vez disto, ajustado de forma mais fina, como uma função da posição da cabeça ao longo do trajeto de grafagem, para adaptar sua posição às possíveis peculiaridades da união que está sendo feita.

[0072] Em referência agora ao rolete 102, como foi visto acima, na cabeça de grafagem aqui descrita, ele é portado por um membro móvel, como o rolete 101. Em referência à Figura 2, deve-se notar que, no caso do rolete 102, sua direção de movimento é ortogonal ao eixo de rotação X2 e é contida no mesmo plano definido pelos dois eixos X1 e X2.

[0073] Em várias modalidades preferidas, como na ilustrada, esse membro é constituído pelo elemento móvel de um atuador linear 68, que é montado na estrutura de suporte 20, em particular no corpo 24 dessa estrutura, como auxílio a suportes de ancoragem, e é orientado de modo que seu eixo operacional seja paralelo e/ou alinhado à direção supracitada de movimento do rolete 102. Em várias modalidades, o membro móvel do atuador é associado a um ou mais guias lineares (não ilustrados), que se engatam a ele preferencialmente em sua porção que se projeta para fora, para prevenir fenômenos de giro desse membro e, assim, garantir um posicionamento transversal preciso do rolete 102 em relação à direção Y, qualquer que seja sua posição ao longo da direção.

[0074] Ainda, o atuador supracitado será governado de acordo com modalidades já discutidas acima, isto é, para variar a posição do rolete 102 como uma função de um sinal que indica a força exercida por esse rolete na chapa de metal e/ou como uma função de um sinal que indica a posição da cabeça ao longo do trajeto pré-configurado que ela deve seguir durante a operação de grafagem.

[0075] Nesse âmbito, deve-se observar que a unidade de controle descrita acima pode ser configurada para derivar o sinal que indica a força exercida pelo rolete 102 e, portanto, pelo atuador, a partir da corrente de fornecimento do atuador. Alternativamente, a cabeça 10 pode ser equipada com um sensor de força associado ao membro móvel do atuador.

[0076] À luz do exposto acima, pode-se notar novamente - ver, em particular, na Figura 1 - que a cabeça de grafagem 10 seja caracterizada pelo fato de que os atuadores lineares 62 e 68 sejam, ambos, orientados com sua própria direção longitudinal substancialmente paralela (ou possivelmente alinhada) ao eixo de referência R. Em particular, o atuador linear 62 é arranjado de modo que, embora seja oscilatório, seu eixo operacional seja paralelo ou alinhado ao eixo R, para uma ou mais posições do carro ao longo das barras 32, 34 - no exemplo ilustrado, em sua posição de extremidade do carro na direita - ou, de todo modo, nas outras posições do carro, inclinado em relação ao eixo de referência R de acordo com um ângulo que não seja nunca maior do que 30°, e seja preferencialmente de 15°.

[0077] Ainda, ambos os atuadores 62 e 68 são arranjados com seu próprio invólucro básico na proximidade da porção de conexão 22, e ambos agem no mesmo lado em uma direção para longe da porção supracitada para trazer os dois roletes respectivos na direção um do outro.

[0078] As características destacadas acima são tais que a cabeça possui um desenvolvimento prevalecente na direção do eixo R e um volume lateral que é, em vez disto, bastante pequeno. Vantajosamente, a centroide da cabeça é próxima da porção de conexão 22 e, igualmente, os conectores elétricos dos dois atuadores são fáceis de serem alcançados.

[0079] O presente demandante foi capaz de observar que a configuração ilustrada acima oferece, do ponto de vista operacional, maior possibilidade de manipulação da cabeça, acima de tudo nas aplicações em que o espaço disponível seja particularmente limitado.

[0080] É claro que, sem prejuízo ao princípio da invenção, os detalhes da construção e as modalidades podem variar, até mesmo significativamente, em relação ao que foi ilustrado aqui puramente como forma de exemplo não limitante, sem desviar, assim, do escopo da invenção, como definida pelas reivindicações anexas.

Claims (11)

1. Método para operar uma cabeça de grafagem (10) para grafar chapas de metal do tipo que compreende uma estrutura de suporte (20) que porta um primeiro rolete (101) e um segundo rolete (102), que, durante a operação, se arranjam em posições opostas em relação à extremidade da chapa de metal a ser dobrada, e que podem rotacionar livremente em torno de um primeiro eixo (X1) e de um segundo eixo (X2), respectivamente, que estão, ambos, contidos em um único plano, dito método prevendo as etapas de: - guiar ditos primeiro e segundo roletes (101, 102) em contato com dita extremidade da chapa de metal ao longo de um único trajeto pré-configurado ou ao longo de trajetos (T) múltiplos correspondentes, para um número pré-configurado de passes; - variar, entre ao menos um passe e o seguinte, a inclinação de dito primeiro rolete (101) em relação a dito segundo rolete (102) de tal forma que a inclinação de dito primeiro rolete seja diferente nos dois passes, em particular, que seja menor no passe seguinte; dito método sendo caracterizado pelo fato de que prevê, durante um ou mais de ditos passes, a variação da posição de dito segundo rolete (102) em relação a dito primeiro rolete (101), em uma direção transversal a dito segundo eixo e a dito trajeto, como uma função de um sinal que indica a força exercida por dito segundo rolete em dita chapa de metal e/ou como uma função de um sinal que indica a posição de dita cabeça ao longo de dito trajeto.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que prevê a divisão de dito trajeto (T) em diferentes trechos ou pontos (T’, T’’), e a associação de ditos trechos ou pontos a um conjunto pré-determinado de posições do dito segundo rolete (102) em relação ao dito primeiro rolete (101), e que prevê a variação de dita posição de dito segundo rolete como uma função de um sinal que indica a posição de dita cabeça ao longo de dito trajeto.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que prevê a variação de dita posição de dito segundo rolete (102) como uma função de um sinal que indica a diferença entre a força exercida por dito segundo rolete (102) sobre dita chapa de metal e de um valor de referência determinado.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que prevê a divisão de dito trajeto (T) em diferentes trechos ou pontos (T’, T’’), e a associação de valores de referência respectivos a ditos trechos ou pontos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que prevê, durante um ou mais dos ditos passes, a variação da inclinação de dito primeiro rolete (101) em relação a dito segundo rolete (102) como uma função de um sinal que indica a posição de dita cabeça ao longo de dito trajeto.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que prevê a divisão de dito trajeto (T) em diferentes trechos ou pontos (T’, T’’), e a associação de ditos trechos ou pontos a um conjunto pré-determinado de inclinações de dito primeiro rolete (101) em relação a dito segundo rolete (102), e que prevê a variação da inclinação de dito primeiro rolete como uma função de um sinal que indica a posição de dita cabeça ao longo de dito trajeto.

7. Cabeça de grafagem (10), em particular para grafar chapas de metal, compreendendo: - uma estrutura de suporte (20) que porta um primeiro rolete (101) e um segundo rolete (102), que, durante a operação, se arranjam em posições opostas em relação à extremidade da chapa de metal a ser dobrada, e que podem rotacionar livremente em torno de um primeiro eixo (X1) e de um segundo eixo (X2), respectivamente, ditos primeiro e segundo eixos estando, ambos, contidos em um único plano; e - um dispositivo provido para regular a inclinação de dito primeiro eixo (X1) em dito plano; em que dito segundo eixo (X2) é definido por um membro pré-arranjado para variar a posição de dito eixo em uma direção transversal a dito eixo e contido em dito plano, dita cabeça de grafagem sendo caracterizada pelo fato de que compreende um atuador linear (68), cujo membro móvel constitui dito membro projetado para definir dito segundo eixo, em que dita estrutura de suporte (20) compreende uma porção de conexão (22) para conectar dita cabeça a um dispositivo de movimento automatizado, preferencialmente um robô manipulador, que define um eixo de referência (R); e em que dito atuador (68) é configurado de modo que seu eixo operacional seja paralelo ou alinhado a dito eixo de referência (R).

8. Cabeça de grafagem, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que dito dispositivo para regular a inclinação compreende um guia (32) que define um trajeto que possui ao menos um trecho curvilíneo, uma armação (42) móvel em dito guia ao longo de dito trajeto, na qual o dito primeiro rolete (101) é montado podendo rotacionar em torno de dito primeiro eixo (X1), e um atuador linear (62), que é conectado de forma rotatória, com uma primeira extremidade sua, a dita estrutura de suporte (20), e, com sua segunda extremidade oposta, a dita armação móvel (42), em que dito trajeto possui um formato tal que dita armação (42) é móvel ao longo de dito guia (32), por meio da atuação de dito atuador (62), entre uma primeira posição de extremidade, na qual dito primeiro eixo (X1) de dito primeiro rolete (101) é configurado de acordo com uma inclinação máxima em relação a dito segundo eixo (X2) de dito segundo rolete (102), e uma segunda posição de extremidade em que ditos primeiro e segundo eixos (X1, X2) são paralelos um ao outro ou, em todo caso, dito primeiro eixo (X1) é configurado de acordo com uma inclinação mínima em relação a dito segundo eixo (X2).

9. Cabeça de grafagem, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que dito atuador linear (62) de dito dispositivo de regulação é configurado de modo que seu eixo operacional seja paralelo ou alinhado a dito eixo de referência (R) de dita porção de conexão (22) ao menos quando dita armação estiver em uma de ditas primeira e segunda posições de extremidade, ou em uma posição intermediária entre elas, enquanto, quando dita armação estiver nas outras posições ao longo de dito guia, dito eixo operacional está orientado em relação a dito eixo de referência de acordo com um ângulo de inclinação que nunca é maior do que 30°, e é preferencialmente de 15°.

10. Cabeça de grafagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que dito atuador (68) que define dito segundo eixo (X2) e dito atuador (62) de dito dispositivo para regular inclinação são arranjados um ao lado do outro e são orientados de tal forma que, durante a operação, ambos ajam em uma direção para longe de dita porção de conexão (22), para trazer os respectivos primeiro e segundo roletes (101, 102) na direção um do outro.

11. Aparelho para grafar chapas de metal, do tipo caracterizado pelo fato de que compreende: - uma cabeça de grafagem, tal como definida em qualquer uma das reivindicações 7 a 10; - um dispositivo para mover dita cabeça; e - uma unidade de controle configurada para controlar dito dispositivo de movimento e dita cabeça de grafagem de modo a implementar um método, tal como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.

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