BR112019012948A2 - máquina e método para retificar e/ou polir eslabes de material de pedra, tal como pedra natural ou aglomerada, cerâmica e vidro - Google Patents

Abstract

uma máquina de retificação e/ou polimento (10) para eslabes de material de pedra, tal como pedra natural ou aglomerada, cerâmica ou vidro, compreende uma bancada de sustentação (12) para que os eslabes sejam usinados e pelo menos uma estação de usinagem (14) com um par de estruturas de sustentação similares à ponte (16, 18) disposto de modo oposto um do outro com, acima, uma viga que sustenta uma pluralidade de fusos mestres de usinagem (26). o primeiro meio de movimento relativo (19) move o eslabe em uma direção longitudinal em relação à estação de usinagem (14), enquanto a viga se move transversalmente em relação ao seu comprimento por meio de segundo meio de movimento (21). cada fuso mestre é sustentado na viga de modo que o mesmo possa ser orientado através de meio de movimento associado (34, 35, 40, 50, 60) ao redor de um eixo geométrico de oscilação (33) que é paralelo a, mas separado do eixo geométrico vertical motorizado (32) do fuso mestre. os fusos mestres oscilam, desse modo, ao redor dos respectivos eixos geométricos de oscilação (33) em cooperação com os movimentos longitudinal e transversal, respectivamente, do primeiro e segundo meios de movimento (19 e 21) de modo a polir e/ou retificar a superfície de um eslabe na bancada de sustentação.

Description

MÁQUINA E MÉTODO PARA RETIFICAR E/OU POLIR ESLABES DE MATERIAL DE PEDRA, TAL COMO PEDRA NATURAL OU AGLOMERADA, CERÂMICA E VIDRO” [0001] A presente invenção refere-se a uma máquina e a um método para retificar e/ou polir eslabes de material de pedra, tal como pedra natural ou aglomerada, cerâmica e vidro.

[0002] Esse tipo de máquina compreende, frequentemente, uma bancada na qual uma esteira transportadora para mover os eslabes a serem polidos ou retificados se desloca em uma direção longitudinal. As máquinas desse tipo compreendem, adicionalmente, duas estruturas de sustentação similares à ponte dispostas montadas na bancada, uma no lado de entrada para que o material seja usinado e a outra no lado de saída para o material usinado. As duas estruturas similares à ponte sustentam uma viga que porta fuso mestre em suas extremidades.

[0003] A viga que porta fuso mestre tem, montada na mesma, uma série de fusos mestres ou cabeças de retificação e/ou polimento de eixo geométrico vertical que é disposta em uma fileira e que tem, montada em sua extremidade inferior, suportes de ferramenta que giram ao redor do eixo geométrico vertical do fuso mestre e nos quais as ferramentas abrasivas são, por sua vez, montadas.

[0004] A viga que porta fuso mestre realiza um movimento alternativo em uma direção transversal de modo a retificar os eslabes dispostos na esteira transportadora ao longo de toda a sua largura. A quantidade do deslocamento varia dependendo da largura do material sendo usinado.

[0005] As ferramentas usadas são produzidas com o uso de materiais granulares rígidos, tais como, em geral, carboneto de silício ou diamante. Em aplicações industriais, os grânulos abrasivos normalmente não são usados soltos, mas aglomerados de modo a formar uma ferramenta abrasiva por meio de um agente aglutinante (que pode ser um cimento, uma resina, um material cerâmico ou um metal), que tem a função de reter os grânulos durante o tempo em que os mesmos realizam sua ação abrasiva, antes de se fragmentar e permitir que os mesmos caiam uma vez gastos.

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2/19 [0006] As ferramentas abrasivas, conforme mencionado acima, são normalmente fixas a um suporte de ferramenta que é girado por um fuso mestre de eixo geométrico vertical.

[0007] No caso de materiais de pedra macios, tais como mármore, o suporte de ferramenta, que tem uma forma prismática com superfícies planas, é, em geral, uma placa que porta abrasiva.

[0008] No caso de materiais de pedra rígidos, tais como granito ou quartzo, o suporte de ferramenta é, em geral, uma cabeça que confere um movimento específico às ferramentas que são conformadas de modo variável e, em qualquer caso, dispostas radialmente. A cabeça pode ser do tipo com suportes oscilantes (denominada cabeça de segmento oscilante) ou suportes giratórios com um eixo geométrico substancialmente horizontal para ferramentas em formato de rolo (denominada cabeça de rolo) ou suportes giratórios com um eixo geométrico substancialmente vertical para ferramentas planas (denominada cabeça de disco ou também cabeça de satélite ou orbital).

[0009] Além disso, as ferramentas têm um tamanho de grão gradualmente decrescente (de algumas centenas de micrômetros para alguns micrômetros) à medida que o eslabe passa embaixo das mesmas. Em particular, o primeiro fuso mestre que opera no eslabe a ser retificado tem ferramentas com um tamanho de grão relativamente grande, o segundo fuso mestre tem ferramentas com um tamanho de grão que é um pouco menor e assim por diante, enquanto as ferramentas com um grão abrasivo muito fino são montadas no último fuso mestre.

[0010] O fuso mestre é deslizável verticalmente e confere, às ferramentas que repousam na superfície do material, uma pressão que pode ser de uma natureza mecânica, hidráulica ou pneumática; uma pressão pneumática é, de longe, preferencial e, nesse caso, o fuso mestre - denominado êmbolo - é deslizável vertical mente, isto é, é operado por uma pressão pneumática.

[0011] Esse tipo de máquina para retificar e polir as superfícies de eslabes não pode ser confundido com máquinas que têm, em alguns casos, uma estrutura similar, usada para usinar as bordas laterais dos eslabes (por exemplo, a fim de eliminar os

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3/19 gumes em folhas de vidro). Por exemplo, a patente n° US 4.375.738 descreve uma máquina com uma estrutura de ponte que tem a capacidade de operar com uma cabeça de cada vez exclusivamente nas bordas laterais dos eslabes a fim de alisar as mesmas. Evidentemente, nessas máquinas, nenhum problema surge em relação à possível falta de uniformidade na usinagem local de uma superfície, visto que a operação é realizada apenas ao longo de bordas e cantos.

[0012] Em máquinas para retificar e/ou polir as superfícies de eslabes, entretanto, há o problema na obtenção de uma uniformidade satisfatória da superfície a fim de alcançar um efeito estético otimizado sobre a superfície ampla do eslabe.

[0013] Nesse tipo de máquina de retificação e/ou polimento de superfície, de fato, os fusos mestres e, portanto, as ferramentas de retificação e/ou polimento pausam de maneira breve quando há inversão no movimento ao longo da superfície ampla sendo usinada visto que a viga que porta fuso mestre se move com um movimento alternativo retilíneo transversalmente em relação à direção de alimentação do material.

[0014] Essa breve pausa resulta em uma depressão localizada muito leve no material que é suficiente, entretanto, para criar zonas de sombra visíveis, em particular, na superfície retificada ou polida de materiais escuros particularmente delicados.

[0015] Em uma tentativa de solucionar este problema, diferentes máquinas foram, portanto, idealizadas, incluindo aquela descrita no pedido de patente internacional n° WO2011064706, que prevê uma viga que porta fuso mestre e estruturas que portam fuso mestre que giram ao redor de um eixo geométrico vertical no qual os fusos mestres são montados em uma posição excêntrica. Nesse tipo de máquina em que a cabeça é definida como sendo orbital, o movimento relativo de ferramenta e eslabe é uma combinação de movimentos, isto é:

- o movimento alternativo da viga na direção transversal;

- o movimento longitudinal do material embaixo da viga;

- a rotação da cabeça/placa de retificação/polimento montada no fuso mestre;

- o movimento giratório dos fusos mestres ao redor do eixo geométrico de

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4/19 rotação da estrutura que porta fuso mestre.

[0016] Ademais, há outro tipo de máquina em que é fornecida uma pluralidade de estruturas de ponte, disposta transversalmente em relação à bancada. Um ou dois fusos mestres de retificação e/ou polimento que percorrem ao longo da estrutura de ponte são montados em cada ponte. No caso em que há dois fusos mestres por estrutura de ponte, cada fuso mestre é móvel de maneira independente na direção transversal, a saber, cada fuso mestre é dotado de seu próprio acionamento, de modo que o mesmo possa ser movido independentemente ao longo da estrutura de ponte. Ademais, as estruturas de ponte realizam um movimento orbital, que estão suspensas em quatro hastes de conexão, de modo que a amplitude do movimento orbital seja alguns centímetros, igual a duas vezes o comprimento das hastes de conexão.

[0017] Nesse tipo de máquina, cada ferramenta é movida com um movimento composto de:

- um movimento rotacional ao redor do eixo geométrico vertical do fuso mestre;

- um deslocamento alternativo transversal devido ao movimento do fuso mestre ao longo da ponte;

- um movimento orbital devido ao movimento da ponte produzido pelas hastes de suspensão;

- um deslocamento longitudinal contínuo devido à alimentação do material na bancada.

[0018] As máquinas descritas acima, embora sejam amplamente usadas, não são livres de desvantagens.

[0019] De fato, embora as trajetórias das ferramentas de máquina descritas acima sejam suficientes para limitar ou evitar os problemas supramencionados, as ditas ferramentas de máquina têm um projeto extremamente complexo. De fato, no primeiro caso, uma estrutura para sustentar, de modo excêntrico, os fusos mestres é fornecida, sendo que a dita solução técnica complica significativamente os mecanismos de movimento de fuso mestre. No segundo caso, em uma tentativa de alcançar uniformidade na usinagem de superfície dos eslabes, cada fuso mestre é dotado de

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5/19 um acionamento e tem um movimento independente e, portanto, o sistema se torna muito dispendioso e complexo.

[0020] No documento n° WO 2015/087294 também é proposto montar uma pluralidade de fusos mestres na viga de modo que os mesmos sejam deslocáveis por um motor com um movimento linear paralelo ao comprimento da viga e de um modo sincronizado com o movimento alternativo da viga na direção transversal ao comprimento da viga.

[0021] Desse modo, as placas ou cabeças de suporte de ferramenta de retificação e/ou polimento realizam os seguintes movimentos:

- um movimento rotacional ao redor do eixo geométrico vertical do fuso mestre;

- um movimento alternativo, transversal, retilíneo devido ao deslocamento transversal da viga que porta fuso mestre;

- um movimento alternativo, longitudinal, retilíneo devido ao deslocamento dos fusos mestres em relação à bancada de sustentação; e

- um movimento longitudinal translacional devido à alimentação dos eslabes na bancada de sustentação.

[0022] Devido à interpolação dos movimentos transversais da viga e do movimento longitudinal dos fusos mestres com velocidades controladas, é possível retificar e/ou polir, de um modo uniforme, os eslabes visto que os fusos mestres são impedidos de permanecerem parados por muito tempo em determinadas zonas dos eslabes a serem retificados, evitando, desse modo, os problemas supramencionados. A ação de retificação produzida é mais satisfatória, mas a estrutura mecânica é relativamente complexa e delicada.

[0023] O objetivo geral da invenção é superar as desvantagens da técnica anterior fornecendo-se uma máquina que tem um grau menor de complexidade e que tem a capacidade de alcançar um resultado ainda mais satisfatório.

[0024] Tendo em vista esse objetivo, a ideia que ocorreu é fornecer, de acordo com a invenção, uma máquina de retificação e/ou polimento para eslabes de material de pedra, tal como pedra natural ou aglomerada, cerâmica ou vidro, que compreende:

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6/19 uma bancada de sustentação para que os eslabes sejam usinados; pelo menos uma estação de usinagem colocada acima da bancada de sustentação e que compreende pelo menos um par de estruturas de sustentação similares à ponte situado em posições mutuamente opostas e disposto de modo transversal montado na bancada de sustentação; primeiro meio para movimento relativo na direção longitudinal da estação de usinagem e do eslabe na bancada de sustentação; e pelo menos uma viga cujas duas extremidades são sustentadas pelas ditas estruturas de sustentação; uma pluralidade de fusos mestres que tem um movimento deslizante vertical com eixo geométrico vertical motorizado e distribuída ao longo da viga; sendo que a dita viga é móvel transversalmente nas ditas estruturas de sustentação sob o controle de segundo meio de movimento e na extremidade inferior do fuso mestre está presente pelo menos um suporte de ferramenta que gira com o eixo geométrico vertical motorizado do dito fuso mestre e que porta pelo menos uma ferramenta abrasiva para formar cabeças de retificação e/ou polimento; caracterizada por pelo menos um fuso mestre ser sustentado na viga de modo que o mesmo possa ser orientado ao redor de um eixo geométrico de oscilação que é paralelo a, mas separado do eixo geométrico vertical motorizado do fuso mestre, terceiro meio motorizado também está presente para causar oscilação do pelo menos um fuso mestre ao redor do respectivo eixo geométrico de oscilação em cooperação com os movimentos transversal e longitudinal do primeiro e segundo meios de movimento para retificar e/ou polir a superfície de um eslabe na bancada de sustentação.

[0025] Ainda de acordo com a invenção, a ideia que também ocorreu é fornecer um método para retificar e/ou polir eslabes por meio de uma pluralidade de fusos mestres que realiza um movimento deslizante vertical e é distribuída ao longo de uma viga, sendo que cada fuso mestre tem um eixo geométrico vertical motorizado e ferramentas que giram com esse eixo geométrico vertical motorizado, que compreende as etapas de controlar, em cooperação: um movimento translacional relativo de eslabes a serem usinados abaixo da pluralidade de fusos mestres em uma direção paralela à viga; um movimento translacional da viga que é transversal à extensão da viga; um movimento oscilante alternativo dos fusos mestres na viga, cada

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7/19 um ao redor de um respectivo eixo geométrico de oscilação que é paralelo a, mas separado do eixo geométrico vertical motorizado do fuso mestre.

[0026] A fim de ilustrar mais claramente os princípios inovadores da presente invenção e suas vantagens quando comparadas à técnica anterior, vários exemplos de modalidade que aplica esses princípios serão descritos abaixo com o auxílio dos desenhos anexos. Nos desenhos:

A Figura 1 mostra uma vista frontal esquemática de uma máquina de retificação e/ou polimento, de acordo com a presente invenção;

A Figura 2 mostra uma vista esquemática, a partir de cima, de uma máquina de retificação e/ou polimento, de acordo com a presente invenção;

A Figura 3 mostra uma vista plana esquemática de um movimento de um fuso mestre, de acordo com a invenção;

As Figuras 4 e 5 mostram vistas em perspectiva esquemática parcial de uma parte da máquina, de acordo com a Figura 1;

A Figura 6 mostra uma vista lateral de um fuso mestre da modalidade mostrada na Figura 1 em sua viga de sustentação;

As Figuras 7 e 8 mostram vistas planas esquemáticas de possíveis movimentos dos fusos mestres de uma máquina, de acordo com a invenção;

A Figura 9 mostra uma vista plana esquemática de uma primeira variação possível de modalidade de uma máquina, de acordo com a invenção;

A Figura 10 mostra uma vista em perspectiva esquemática de uma segunda variação possível de modalidade de uma máquina, de acordo com a invenção;

A Figura 11 mostra uma vista plana esquemática de uma terceira variação possível de modalidade de uma máquina, de acordo com a invenção.

[0027] Com referência às Figuras, a Figura 1 mostra uma máquina de retificação e/ou polimento para eslabes de material de pedra, tal como pedra natural e aglomerada, cerâmica ou vidro, de acordo com a presente invenção, indicada, em geral, pela referência numérica 10.

[0028] A máquina 10 compreende uma bancada de sustentação 12 para que os

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8/19 eslabes sejam usinados e, no topo da mesma, pelo menos uma estação de usinagem 14.

[0029] A estação de usinagem 14 compreende pelo menos um par de estruturas de sustentação similares à ponte 16, 18 situadas de modo oposto uma da outra e dispostas montadas transversalmente na bancada de sustentação 12, e pelo menos uma viga 20, cujas duas extremidades 22, 24 são sustentadas pelas estruturas de sustentação 16, 18. A viga 20 é móvel, na direção transversal, nas estruturas de sustentação 16,18 ao longo de toda a largura transversal da superfície de trabalho da bancada, a saber, toda a largura máxima de um eslabe a ser usinado na bancada. O meio de movimento 21, que compreende um acionamento adequado, causa deslocamento da viga na direção transversal. Esse acionamento pode ser formado, de maneira vantajosa, por duas unidades de motor 21 dispostas nas duas extremidades da viga e sincronizadas uma com a outra.

[0030] A máquina 10 compreende, adicionalmente, meio 19 para realizar um movimento relativo do eslabe (mostrado, de maneira esquemática, em linhas tracejadas e indicado por 11) na direção longitudinal (a saber, ao longo do comprimento da viga) na bancada de sustentação 12 em relação à estação de usinagem 14. Em conformidade com uma modalidade preferencial da presente invenção, o primeiro meio de movimento relativo 19 pode consistir em uma esteira transportadora 23 que causa alimentação do eslabe com um movimento constante, essencialmente em uma velocidade fixa, mas opcionalmente também em uma velocidade variável com critérios predefinidos, normalmente relacionados à posição da viga em movimento. Em conformidade com as modalidades alternativas, os eslabes podem permanecer estacionários em relação à bancada de sustentação 12, e a estação de usinagem 14 pode ser móvel na direção longitudinal a de uma extremidade para a outra da bancada de sustentação 14.

[0031] Devido ao dito meio de movimento relativo 19, um eslabe sendo usinado pode se mover com um movimento relativo embaixo da estação de usinagem ao longo de todo o seu comprimento, entra em uma extremidade da estação e sai da extremidade oposta e é submetido à ação de todas as cabeças de usinagem ao longo

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9/19 de toda a sua superfície.

[0032] Uma pluralidade de fusos mestres estão presentes na viga 20. Os fusos mestres da pluralidade são distribuídos ao longo da viga e são dotados de um eixo geométrico vertical motorizado 32 para rotação.

[0033] Pelo menos um suporte de ferramenta 28 que gira ao redor do eixo geométrico de rotação 32 do fuso mestre e que porta pelo menos uma ferramenta abrasiva 30 é montado na extremidade inferior de cada fuso mestre 26. Cada fuso mestre é dotado, de maneira vantajosa, de seu próprio motor rotacional 31 que causa rotação do suporte de ferramenta ao redor do eixo geométrico 32.

[0034] As cabeças de retificação e/ou polimento são formadas, desse modo.

[0035] Ademais, os fusos mestres também são, de maneira vantajosa, deslizáveis axialmente de um modo controlável na direção vertical. O eixo geométrico vertical deslizante permite, por exemplo, elevação das cabeças ao fim de usinagem e/ou ajuste da pressão de contato das cabeças no eslabe sendo usinado.

[0036] Preferencialmente, os fusos mestres ou cabeças de retificação e/ou polimento são dispostos em sequência na viga na direção longitudinal. De maneira vantajosa, as cabeças sequenciais têm um tamanho de grão da ferramenta abrasiva que diminui gradualmente na direção de movimento relativo do eslabe em relação à estação, de modo que o eslabe que realiza um movimento relativo lento seja submetido, gradualmente, à ação de ferramentas com um tamanho de grão cada vez mais fino.

[0037] Na modalidade mostrada nas Figuras 1 e 2, por exemplo, doze cabeças ou fusos mestres 26, dotados de uma sustentação de suporte de ferramenta 28 para ferramentas oscilantes, são montados na viga. Em conformidade com modalidades alternativas da presente invenção, o suporte de ferramenta 28 (ou cabeça de usinagem) pode ser dotado de outras ferramentas, conforme descrito na parte introdutória da presente descrição, novamente a fim de realizar operações de usinagem na superfície superior do eslabe.

[0038] De acordo com os princípios da invenção, pelo menos um fuso mestre 26 e, preferencialmente, cada fuso mestre 26, é sustentado na viga 26 também de modo

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10/19 a ter a capacidade de realizar um movimento de orientação, de um modo controlável, ao redor de um eixo geométrico vertical 33 paralelo a, mas separado do eixo geométrico vertical 32 de rotação do suporte de ferramenta 28. De maneira vantajosa, o eixo geométrico 32 e o eixo geométrico 33 são dispostos em um plano vertical transversal ao comprimento da viga 20.

[0039] O meio de movimento motorizado 34 causa oscilação dos fusos mestres ao redor do eixo geométrico 33 de modo que o eixo geométrico 32 possa realizar um movimento de arco circular limitado ao redor do eixo geométrico 33, conforme será esclarecido abaixo.

[0040] Isso também é mostrado, de maneira esquemática, na Figura 3, para um dentre os fusos mestres 26. Essas Figuras também mostram, em linhas contínuas, uma extremidade da oscilação e, em linhas tracejadas, a outra extremidade da oscilação. O ângulo máximo de oscilação pode ser, por exemplo, entre 20° e 45°. Um típico ângulo de oscilação máxima pode ser na região de 30°.

[0041] Deve-se observar que, com uma variação no ângulo de oscilação, a amplitude do movimento dos fusos mestres, na direção longitudinal, também varia.

[0042] A amplitude do movimento dos fusos mestres na direção longitudinal pode ser, por exemplo, da ordem de alguns cm (por exemplo, 2 a 10 cm e, preferencialmente, 3 a 7 cm).

[0043] A Figura 6 também mostra a vista lateral de um fuso mestre com as posições relativas dos dois eixos geométricos 32, 33.

[0044] O meio de movimento motorizado 34, projetado para orientar, de modo controlável, o fuso mestre ao redor do eixo geométrico 33, permite que o fuso mestre se mova alternadamente nas duas direções através do ângulo de rotação predefinido. [0045] Basicamente, iniciando a partir de uma posição em que o braço rotacional é disposto de modo perpendicular em relação à viga (que pode ser definida “posição central”), os fusos mestres podem ser feitos para girar ou oscilar alternadamente em uma direção e na direção oposta ao redor da posição central.

[0046] De maneira vantajosa, o movimento de oscilação dos fusos mestres ao redor dos respectivos eixos geométricos de oscilação coopera com os movimentos

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11/19 longitudinal e transversal, respectivamente, do primeiro e segundo meios de movimento 19 e 21 de modo a polir e/ou retificar a superfície de um eslabe na bancada de sustentação.

[0047] Para fins de cooperação, uma unidade de controle 100 pode ser fornecida de maneira vantajosa. Isso pode ser, por exemplo, um sistema conhecido por si do tipo com microprocessador programado de maneira adequada que tem a capacidade de controlar a operação dos vários acionamentos para deslocamento longitudinal dos eslabes embaixo da estação de usinagem, o movimento transversal da viga e a oscilação dos fusos mestres ao redor dos respectivos eixos geométricos 33. Esses movimentos podem ser sincronizados, de maneira adequada, conforme se tornará claro abaixo a fim de usinar, de maneira uniforme, toda a superfície dos eslabes.

[0048] O meio de movimento 34 para oscilação dos fusos mestres pode ser projetado de modo que os fusos mestres possam ser orientados individualmente, ou de modo preferencial, em grupos, ou todos ao mesmo tempo. De maneira vantajosa, o meio de oscilação motorizado 34 pode operar em uma extremidade 44 de cada fuso mestre que é oposta ao eixo geométrico motorizado 32 do fuso mestre em relação ao eixo geométrico de oscilação 33.

[0049] Em particular, pode haver duas soluções limitantes conforme a seguir:

- cada fuso mestre é movido de maneira autônoma e independente dos outros fusos mestres de modo que cada fuso mestre tenha seu próprio acionamento;

- todos os fusos mestres são movidos em conjunto de modo que haja um único acionamento.

[0050] Por exemplo, na primeira modalidade descrita com referência às Figuras 1 a 8, os fusos mestres são divididos em dois grupos 26a e 26b (tendo, de modo preferencial, mas não necessariamente o mesmo número de fusos mestres) e, a fim de formar o meio de movimento 34, um acionamento 35, que opera esses dois grupos com um movimento alternativo oposto, é fornecido. Desse modo, os fusos mestres de um grupo oscilam em contrafase em relação aos fusos mestres do outro grupo.

[0051] Para a operação simultânea dos fusos mestres em cada grupo, uma haste de movimento, isto é, 36a e 36b, pode ser fornecida para cada grupo 26a e 26b,

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12/19 conforme pode ser claramente visto, por exemplo, na Figura 2. As duas hastes de movimento podem ser movidas por um único acionamento 35 que é localizado no centro da viga entre os dois grupos de fuso mestre.

[0052] Conforme pode ser claramente visto também nas Figuras 4 e 5, o acionamento compreende um motor de engrenagem 37 (por exemplo, com motor sem escova) e um disco 38 é chavetado sobre o eixo de motor de engrenagem e, portanto, feito para girar. Duas hastes de conexão 39a, 39b, cada uma conectada a uma dentre as duas hastes de movimento 36a, 36b, são unidas ao disco giratório (que atua como uma manivela).

[0053] Uma haste de conexão/mecanismo de manivela é fornecida, desse modo. [0054] Conforme pode ser observado nas Figuras, o eixo de acionamento e, portanto, o disco giratório 38 não são girados continuamente, mas são feitos para oscilar, a saber, primeiramente, os mesmos giram em uma direção e, então, os mesmos giram na direção oposta através do ângulo predefinido de rotação. Isso é visível, por exemplo, nas Figuras 7 e 8 (na Figura 7, os motores superiores dos fusos mestres foram removidos para maior clareza).

[0055] Deve-se observar que, quando há uma variação no ângulo de rotação ou, em vez disso, na oscilação do eixo de acionamento e, portanto, do disco giratório, a amplitude do movimento dos fusos mestres, na direção longitudinal, varia.

[0056] A Figura 9 mostra, em forma esquemática, uma possível variante de construção para operar as duas hastes 36a e 36b por meio de um acionamento diferente 40. As duas hastes sempre operam os dois grupos de fusos mestres 26a e 26b.

[0057] O acionamento 40 é novamente localizado no centro, mas difere da solução antecedente em relação ao mecanismo de movimento de haste.

[0058] Um pinhão 41 com o qual duas rodas de engrenagem 42a, 42b se entrosam em lados opostos é, de fato, chavetado sobre o eixo de acionamento do motor de engrenagem 37.

[0059] Um disco giratório (que atua como uma manivela) é montado, de modo coaxial, em cada uma dentre as duas rodas de engrenagem e tem, montado no

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13/19 mesmo, a respectiva haste de conexão 39a, 39b que é conectada à haste de movimento correspondente 36a, 36b.

[0060] Diferentemente da primeira solução, o eixo de acionamento e, portanto, o pinhão, as duas rodas de engrenagem e os dois discos giratórios podem ser girados continuamente. Isso simplifica o controle eletrônico do motor.

[0061] No caso de rotação contínua, a amplitude do movimento dos fusos mestres na direção longitudinal depende do diâmetro do círculo traçado pelo ponto de articulação da haste de conexão com o disco giratório. Os dois grupos de fusos mestres orientam, em qualquer caso, para trás e para frente ao redor do eixo geométrico de articulação 33, de um modo similar àquele mostrado nas Figuras 7 e 8 para a modalidade antecedente.

[0062] Pode ser, agora, facilmente imaginado pela pessoa versada na técnica como cada roda de engrenagem 42a e 42b também pode ser operada por um motor de engrenagem associado, de modo que cada grupo de fusos mestres possa oscilar independentemente um do outro, embora sincronizado, caso necessário, por meio de controle eletrônico adequado da unidade 100.

[0063] A Figura 10 mostra, em forma esquemática, uma possível variação adicional de modalidade em que o meio motorizado 34 compreende uma única haste 36 que move, simultaneamente, todos os fusos mestres 26.

[0064] Conforme pode ser observado na Figura 10, todos os fusos mestres são restritos à única haste de movimento 36 que é conectada com sua extremidade a um acionamento 50 localizado em uma extremidade da viga 20. O acionamento 50 compreende um motor de engrenagem 51, cujo eixo de acionamento causa rotação de um disco giratório 52 (que atua como uma manivela) que é conectado a uma haste de conexão 53, cuja extremidade é conectada à haste de movimento 36.

[0065] Nesse caso também, o motor pode girar continuamente e sempre na mesma direção de modo a causar oscilação para trás e para frente dos fusos mestres. A amplitude do movimento na direção longitudinal é, portanto, uma função de duas vezes a distância de articulação da haste de conexão no disco giratório. Por exemplo, a amplitude é igual a duas vezes a distância de articulação da haste de conexão no

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14/19 disco giratório se a distância entre o eixo geométrico de oscilação 33 e o eixo geométrico 32 for igual à distância entre o eixo geométrico de oscilação 33 e o ponto de pivotação da haste 36 na extremidade de movimento 44 do fuso mestre.

[0066] Contudo, está claro agora que a haste de movimento também pode ser operada por dois acionamentos síncronos dispostos nas duas extremidades da viga, de modo a dividir a força.

[0067] A Figura 11 mostra, em forma esquemática, uma variação de modalidade dos fusos mestres em que, a fim de obter o meio de movimento 34, cada fuso mestre tem um motor de engrenagem 60 que pode oscilar o fuso mestre ao redor do eixo geométrico de rotação 33. Evidentemente, no caso de únicos acionamentos para cada fuso mestre, as oscilações precisam ser sincronizadas a fim de evitar impactos entre fusos mestres adjacentes, ou os fusos mestres adjacentes precisam ser espaçados um do outro o suficiente para evitar impactos quando movidos em contrafase (isso pode ser visto, por exemplo, no caso dos dois fusos mestres adjacentes dos dois grupos mostrados na Figura 8).

[0068] Constatou-se que, causando-se oscilação dos fusos mestres através de um pequeno arco circular em uma direção substancialmente paralela à viga enquanto a viga é movida transversalmente em relação ao eslabe e o eslabe percorre por baixo dos fusos mestres, é possível obter uma ação de retificação com uma redução significativa nos defeitos de retificação enquanto mantém a estrutura de movimento da máquina simples. Em particular, o movimento de arco circular das cabeças de usinagem, até mesmo com apenas alguns centímetros de amplitude na direção longitudinal, resulta em uma redução significativa dos efeitos de sombra devido à retificação e polimento, também no caso de materiais escuros e/ou usinagem relativamente difícil, por exemplo, que envolve eslabes de material de pedra, tal como pedra natural ou aglomerada.

[0069] Isso se deve também ao fato de que há uma assimetria no movimento dos fusos mestres devido ao fato de que os fusos mestres não são movidos de modo linear na direção longitudinal da viga, mas são movidos por meio de oscilação ao redor de seu pivô de articulação na viga. O movimento ou a trajetória descrita pelos fusos

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15/19 mestres não é, portanto, retilínea e longitudinal, mas ocorre ao longo de um arco circular. A estrutura do sistema de pivotação dos fusos mestres e da máquina permite, entretanto, uma amplitude de movimento dos fusos mestres na viga que é muito maior na direção longitudinal do que a amplitude do movimento transversal devido ao movimento de arco circular. Isso foi constatado ser ideal para impedir efeitos de sombra enquanto mantém, ao mesmo tempo, a estrutura de máquina simples.

[0070] A assimetria do movimento depende, naturalmente, do grau de curvatura do arco circular descrito pela trajetória dos fusos mestres e é, portanto, dependente de:

- da distância entre o pivô de articulação do fuso mestre na viga e o eixo geométrico de rotação do eixo de fuso mestre (alguns centímetros);

- da amplitude angular de oscilação do fuso mestre.

[0071] Quanto maior a distância entre o pivô de articulação do fuso mestre na viga e o eixo geométrico de rotação do eixo de fuso mestre e quanto menor a amplitude angular de oscilação do fuso mestre, menor será o desvio da trajetória de arco circular de uma trajetória retilínea.

[0072] A amplitude do movimento longitudinal dos fusos mestres e, portanto, o ângulo de oscilação do disco giratório podem ser ajustados dependendo do tipo de material, da qualidade de usinagem e do tipo de ferramentas. Realizando-se alguns testes, a pessoa versada na técnica pode facilmente constatar a melhor combinação, devido à simplicidade operacional e de construção de uma máquina de acordo com a invenção.

[0073] A amplitude do movimento dos fusos mestres na direção longitudinal pode ser, por exemplo, da ordem de alguns cm (por exemplo, 2 a 10 cm e, preferencialmente, 3 a 7 cm).

[0074] A máquina pode operar facilmente de diferentes modos [0075] O sistema de controle 100 da máquina tem, de fato, a capacidade de controlar:

- o movimento alternativo da viga na direção transversal;

- o movimento rotacional oscilante dos fusos mestres, que diferencia,

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16/19 quando necessário, também o movimento de um grupo de fusos mestres daquele do outro grupo se os fusos mestres estiverem divididos em diversos grupos (ou, pelo menos, o movimento oscilante de cada fuso mestre daquele dos outros fusos mestres);

- o movimento de alimentação da esteira na qual os eslabes estão repousados.

[0076] Além disso, o sistema de controle também pode controlar o movimento axial do fuso mestre (ação de êmbolo), de modo a garantir o contato das ferramentas abrasivas, com a pressão de operação desejada, contra a superfície do eslabe dependendo do formato do eslabe detectado, por exemplo, por um dispositivo conhecido adequado para ler seu perímetro (é evidente que a cabeça de suporte de ferramenta precisa descer sobre o eslabe quando o mesmo passa e não sobre a esteira transportadora no intervalo entre um eslabe e os eslabes adjacentes).

[0077] Em particular, o sistema de controle tem a capacidade de controlar, de um modo sincronizado, os vários movimentos mencionados acima a fim de obter várias trajetórias, incluindo as complexas, das ferramentas de usinagem sobre a superfície do eslabe, dependendo de seu formato.

[0078] Conforme um resultado, é possível obter interpolação precisa dos vários movimentos com velocidades controladas, obtendo, desse modo, eslabes que são retificados, de maneira uniforme, visto que os fusos mestres são impedidos de permanecerem parados por diferentes durações em determinadas zonas das superfícies dos eslabes a serem retificados, eliminando a possibilidade que defeitos visíveis ao olho nu surjam até mesmo ao observar o eslabe contra a luz.

[0079] A velocidade de deslocamento da viga e a velocidade de oscilação dos fusos mestres podem ser ajustadas pelo sistema de controle de um modo interpolado, de modo a obter trajetórias particulares resultantes da combinação dos dois movimentos.

[0080] A velocidade de percurso ao longo das trajetórias pode ser constante ou, preferencialmente, ajustável e programável de modo a variar o tempo que as ferramentas permanecem em diferentes zonas do eslabe.

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17/19 [0081] Conforme pode ser, agora, facilmente imaginado pela pessoa versada na técnica, diferentes trajetórias fechadas podem ser definidas sem pontos de interrupção ou pontos inversos repentinos e rápidos, eliminando as desvantagens mencionadas acima.

[0082] Também é possível simular, com facilidade, as trajetórias possíveis com as máquinas mais complexas que realizam movimentos retilíneos transversal e longitudinal, tais como a máquina descrita na patente já mencionada n° WO2015/087294.

[0083] Nesse ponto, está claro como os objetivos da invenção foram alcançados. Devido à estrutura com movimento de arco oscilante dos fusos mestres em conjunto com o movimento linear em duas direções perpendiculares, o polimento e retificação podem ser realizados sem a criação de efeitos de sombra, apesar da simplicidade operacional e de construção da máquina, de acordo com a invenção.

[0084] A unidade de controle (conhecida por si, por exemplo, um controlador industrial programável adequado) pode controlar, de um modo sincronizado, os vários movimentos de modo a obter trajetórias complexas das ferramentas de usinagem nos eslabes sendo usinados. Para um controle sincronizado preciso, o meio de movimento também pode compreender, evidentemente, um sistema de controle de retroalimentação, com sensores de posição adequados, tais como codificadores incrementais ou relacionados, conforme pode ser facilmente imaginado pela pessoa versada na técnica.

[0085] A máquina, de acordo com a invenção, também pode obter resultados otimizados similares àqueles das máquinas mais complexas que têm diversos movimentos a serem sincronizados e interpolados.

[0086] Devido à simplicidade da estrutura, é possível obter um grande número de cabeças na viga, mantendo, ao mesmo tempo, controle simples de seu movimento sincronizado.

[0087] Evidentemente, a descrição fornecida acima de modalidades que aplicam os princípios inovadores da presente invenção é fornecida a título de exemplo desses princípios inovadores e, portanto, não deve ser considerada como limitantes do

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18/19 escopo dos direitos reivindicados neste documento. Durante a implantação específica dos recursos característicos da presente invenção, apenas algumas dentre as funções ou dispositivos descritos acima podem ser escolhidos e combinados em conjunto ou, por outro lado, outros sistemas conhecidos de usinagem de eslabe também podem ser incorporados com base nos princípios da invenção.

[0088] Por exemplo, conforme já mencionado acima, o sistema de controle também pode compreender um subsistema de retroalimentação dotado de sensores adequados (por exemplo, codificadores) para um melhor controle dos movimentos sincronizados, conforme pode ser facilmente imaginado pela pessoa versada na técnica.

[0089] A esteira e, portanto, os eslabes abaixo dos fusos mestres de usinagem podem avançar em uma velocidade constante ou em uma velocidade variável sincronizada com a velocidade de deslocamento da viga, conforme considerado preferencialmente.

[0090] É também possível dividir os fusos mestres em mais do que dois grupos, por exemplo, dividindo-se, de maneira adequada, a haste de movimento em segmentos e fornecendo-se um acionamento ou mecanismo de movimento para cada segmento.

[0091] Nas modalidades ilustradas acima a título de exemplo, o acionamento compreende, frequentemente, uma haste de conexão/mecanismo de manivela. Entende-se, entretanto, que outros tipos de mecanismos sejam possíveis, conforme pode ser, agora, facilmente imaginado pela pessoa versada na técnica.

[0092] Por exemplo, motores lineares, ou mecanismos de cremalheira e pinhão ou sistemas de correia dentada, ou cilindros de pressão, etc., podem ser usados.

[0093] A velocidade de deslocamento dos vários movimentos da máquina pode ser constante ou pode variar dependendo de leis programadas predeterminadas, de modo a ter a capacidade de fornecer, às trajetórias específicas para as cabeças de retificação, uma combinação dos vários movimentos lineares e curvados.

[0094] Em qualquer caso, é possível alcançar facilmente trajetórias fechadas das cabeças de usinagem sem interrupção ou pontos inversos que podem dar origem a

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19/19 efeitos de sombra indesejáveis na superfície dos eslabes.

Claims (12)

1. Máquina (10) para retificar e/ou polir eslabes de material de pedra, tal como pedra natural ou aglomerada, cerâmica ou vidro, que compreende:

uma bancada de sustentação (12) para que os eslabes sejam usinados;

pelo menos uma estação de usinagem (14) colocada acima da bancada de sustentação (12) e que compreende pelo menos um par de estruturas de sustentação similares a ponte (16, 18) situado em posições mutuamente opostas e transversalmente disposto montado na bancada de sustentação (2), primeiro meio (19) para movimento relativo na direção longitudinal da estação de usinagem (14) e do eslabe na bancada de sustentação (12), e pelo menos uma viga (20) cujas duas extremidades (22, 24) são sustentadas pelas ditas estruturas de sustentação (16, 18);

uma pluralidade de fusos mestres (26) que tem um movimento deslizante vertical com o eixo geométrico vertical motorizado (32) e distribuída ao longo da viga (20);

sendo que a dita viga (20) é móvel transversalmente nas ditas estruturas de sustentação (16, 18) por meio de segundo meio de movimento (21) e em que na extremidade inferior do fuso mestre (26) está presente pelo menos um suporte de ferramenta (28) que gira com o eixo geométrico vertical motorizado (32) do dito fuso mestre (26) e porta pelo menos uma ferramenta abrasiva (30) para formar cabeças de retificação e/ou polimento;

caracterizada pelo fato de pelo menos um fuso mestre ser sustentado na viga de modo que o mesmo possa ser orientado ao redor de um eixo geométrico de oscilação (33) que é paralelo a, mas separado do eixo geométrico vertical motorizado (32) do fuso mestre, em que terceiro meio motorizado (34) também está presente para causar oscilação do dito pelo menos um fuso mestre ao redor do respectivo eixo geométrico de oscilação (33) em cooperação com os movimentos transversal e longitudinal dos primeiro e segundo meios de movimento (19 e 21) para retificar e/ou polir a superfície de um eslabe na bancada de sustentação.

2. Máquina (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato

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2/3 de o eixo geométrico de oscilação (33) e o eixo geométrico vertical motorizado (32) estarem contidos em um plano que, em uma posição intermediária do movimento de orientação ao redor do eixo geométrico de oscilação (33), é transversal à extensão da viga (20).

3. Máquina (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o terceiro meio motorizado compreender pelo menos uma haste de movimento (36) que é conectada, em um lado, a uma extremidade (44) de um fuso mestre a ser oscilado e, no outro lado, a uma haste de conexão motorizada/mecanismo de manivela (35, 40, 50).

4. Máquina (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de a haste de conexão/mecanismo de manivela ser disposta na viga (20) entre dois grupos de fusos mestres para atuar os dois grupos de fusos mestres por meio de uma haste de movimento (36a, 36b) para cada grupo.

5. Máquina (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de os fusos mestres (26) serem divididos em dois grupos (68, 70) ao longo da viga, sendo que os fusos mestres de cada grupo são conectados ao terceiro meio motorizado (35, 40, 50, 60) de modo a oscilar em contrafase em relação aos fusos mestres do outro grupo.

6. Máquina (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o movimento de orientação ter uma amplitude de rotação ao redor do eixo geométrico de oscilação (33) que está entre 10 e 45 graus e, de maneira vantajosa, igual a cerca de um máximo de 30 graus.

7. Máquina (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a amplitude do movimento de fuso mestre na direção longitudinal produzida pela orientação ao redor do eixo geométrico de oscilação (33) estar entre 2 e 10 cm e, preferencialmente, entre 3 e 7 cm.

8. Máquina (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de, para cooperação dos ditos movimentos com a oscilação, uma unidade de controle (100) ser fornecida, sendo que a dita unidade de controle tem a capacidade de interpolar pelo menos o movimento alternativo na direção transversal da viga e o

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3/3 movimento de orientação de modo a alcançar trajetórias fechadas predeterminadas para as cabeças de retificação e/ou polimento.

9. Máquina (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dito primeiro meio de movimento relativo (19) compreender uma esteira transportadora.

10. Método para retificar e/ou polir eslabes por meio de uma pluralidade de fusos mestres (26) que tem um movimento deslizante vertical e distribuída ao longo de uma viga (20), sendo que cada fuso mestre (26) tem um eixo geométrico vertical motorizado (32) e ferramentas que giram com esse eixo geométrico vertical motorizado, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de controlar, em cooperação:

- um movimento translacional relativo de eslabes a serem usinados embaixo da pluralidade de fusos mestres (26) em uma direção paralela à viga (20);

- um movimento translacional da viga (20) que é transversal à extensão da viga;

- um movimento de oscilação alternativo dos fusos mestres na viga (20), cada um ao redor de um respectivo eixo geométrico de oscilação (33) que é paralelo a, mas separado do eixo geométrico vertical motorizado (32) do fuso mestre.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o movimento de orientação ter uma amplitude de rotação ao redor do eixo geométrico de oscilação (33) que está entre 10 e 45 graus e, de maneira vantajosa, é igual a cerca de um máximo de 30 graus.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a amplitude do movimento de fuso mestre na direção longitudinal produzida pela orientação ao redor do eixo geométrico de oscilação (33) estar entre 2 e 10 cm e, preferencialmente, entre 3 e 7 cm.