BR112019025689A2 - aparelho para limpeza de plantas industriais - Google Patents

Abstract

  A presente invenção refere-se a um aparelho (1) para limpeza de instalações industriais, compreende um braço robótico a um cabeçote de trabalho do qual são associados elementos de sucção adequados para a sucção de pós e fragmentos de trabalho dentro de um volume de trabalho no qual uma instalação industrial de processamento é instalada (L). A cabeça de trabalho compreende um coletor extensível para mover a boca de sucção (40) para longe da extremidade do braço robótico, permitindo assim alcançar posições remotas e, além disso, o braço robótico (10) é montado em membros móveis, por exemplo, um portal, que permite que o braço robótico seja movido em diferentes volumes de trabalho úteis, de modo que uma limpeza precisa possa ser realizada em um volume geral muito grande.

Description

APARELHO PARA A LIMPEZA DE PLANTAS INDUSTRIAIS CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se a um aparelho e a um método para a limpeza de plantas industriais nas quais é processado ou transformado um material o qual, durante o processamento ou transformação produz pós como um resíduo do processo.

[0002] Em uma realização, a invenção refere-se a um aparelho para a limpeza de plantas para a conversão de papel.

ESTADO DA TÉCNICA

[0003] Muitos maquinários e plantas industriais, tais como ferramentas de máquina para a remoção de aparas de metal, madeira ou plástico, bem como plantas de processamento de papel, durante sua operação geram lixo ou pós de vários tamanhos de grão que se espalham no ar e então sedimentam nas máquinas em si e em outras estruturas e equipamentos em redor, provocando ineficiências do maquinário e interrupções na produção para a realização de operações de limpeza.

[0004] A técnica conhecida do setor compreende vários métodos e aparelhos para a limpeza por sucção, por exemplo, no campo do processamento de madeira, os pós e fragmentos são removidos da área de processamento por meio de ventiladores e empurrados na direção de exaustores colocados acima das máquinas e conectados com linhas de bomba de vácuo. Estes sistemas são muito incômodos tendo em vista que envolvem a presença de grandes volumes para a passagem do ar e o uso de energia de sucção considerável com muito fluxo de ar para a criação de uma força suficiente para deslocar os pós suspensos no ar. Isto obviamente envolve também uma necessidade de muita energia elétrica para suprir os sistemas de sucção mencionados acima, o que se traduz em um alto gasto com energia e, desta forma, um custo alto.

[0005] Além disto, todas as superfícies do exaustor, tanto interna quanto externa, e todas as superfícies das tubulações, com o tempo acabam acumulando outra poeira que permanece no ar e, por esta razão, outras operações manuais são necessárias para a manutenção da limpeza da planta em si.

[0006] Também são conhecidos sistemas que provêm para a instalação de bocas diretamente nas áreas em que o material é processado, neste caso o pó das bombas de vácuo pode ser reduzido, no entanto a presença do sistema de sucção nas proximidades da área de processamento é torna a máquina desvantajosamente inacessível.

[0007] Em geral, todos os sistemas de limpeza convencionais apresentam uma eficiência limitada e as máquinas necessitam ser limpas em todas as superfícies circundantes, desta forma, esta operação é realizada manualmente. Por exemplo, no processamento de metal em operações de fresagem e torneamento, no processamento as aparas são depositadas em torno da máquina e as operações de limpeza são geralmente conduzidas primeiro por sopro com ar comprimido, então operações de remoção por sucção manual ou varrimento e coleta por meio de pás.

[0008] Também no setor de processamento de papel, especialmente no de papel tecido, para a produção de rolos de papel higiênico e toalhas, sistemas de sucção são requeridos. De fato, as fibras de papel são destacadas da fita e depositadas em todas as partes criando um aglomerado que afeta negativamente a qualidade e a eficiência do processo. Estes aglomerados de pó de papel devem ser eliminados principalmente de maneira a reduzir o risco de incêndio e, por esta razão, sistemas de extração de poeira dispendiosos e complexos são necessários nas linhas de processamento de papel. Estes sistemas são geralmente constituídos de bombas de vácuo, que criam uma depressão de ar de maneira a sugar através de caixas com bocas de sucção, que se desenvolvem ao longo de todo o comprimento da fita, e que são colocadas nas áreas em que o pó tem maior produção. Todas as caixas inseridas na linha criam problemas de acessibilidade tanto para o uso quanto para a manutenção das máquinas em si, frequentemente são feitas com sistemas que permitem que sejam movidas por deslizamento sobre guias com acionadores manuais ou automáticos, no entanto as plantas acabem sendo crescentemente complexas e os espaços para o uso da máquina são também sacrificados. Além disto, a poeira pode não ser capturada em sua totalidade conforme o papel em si, que é o veículo, passa através de todos os dispositivos da linha de processamento, distribuindo tanto dentro quanto fora das máquinas e nos pavimentos. Em geral, muitas operações de limpeza permanecem necessárias. Isto cria problemas de segurança para os operadores, uma vez que correm o risco de respirar estas poeiras suspensas no ar, que aumentam durante a fase de limpeza em si. Mesmo durante a fase de remoção da sujeira, há o risco de se ser exposto a uma reação à força de impulsão que exercem, por exemplo, pela ação do ar comprimido sobre a sujeira em si.

[0009] Ainda, em plantas em que papel é transformado ocorre o problema de poeira depositada em todas as estruturas de ar tais como tubulações e vigas estruturais, o que representa um problema real no caso de incêndio. Normalmente, uma vez por semana a planta de produção é interrompida para prover a remoção desta poeira. Esta operação apresenta várias desvantagens tais como poluição temporária do ar, o que é prejudicial aos operadores, e o subsequente depósito de toda a poeira nas superfícies do pavimento, que deve ser removida.

[0010] De maneira a remover a poeira do maquinário de processamento de papel, são conhecidos dispositivos de braços multi-articulados os quais na extremidade são providos de um cabeçote de trabalho capaz de limpar o maquinário.

[0011] O documento DE 102 52 812 A1 descreve uma unidade para a limpeza de maquinário de processamento de papel que é móvel em um volume de trabalho por meio de um braço multi-articulado. A unidade de limpeza pode trabalhar por sucção ou por sopro e pode incluir sensores de temperatura de colisão ou outros. O braço multi- articulado no qual o cabeçote de limpeza é montado é apropriadamente instalado em um carro deslizante ao longo de um trilho de maneira a aumentar seu volume de trabalho, além disto, o dispositivo de limpeza pode operar simplesmente por meio de uma programação de software offline ou por meio de programação de aprendizado.

[0012] O documento mencionado acima ensina os benefícios potenciais do provimento, para a limpeza de plantas de processamento de papel, de unidades de limpeza montadas em braços robóticos multi-articulados, no entanto sugere uma solução puramente conceitual, sem propor soluções para os problemas reais relacionados com uma aplicação deste tipo e relacionados em particular com a necessidade de alcançar as partes do maquinário difíceis de alcançar, de maneira a cobrir o maior volume de trabalho possível sem criar um obstáculo ao processamento, para conter os custos de produção do dispositivo de limpeza em si e das plantas auxiliares, principalmente do sistema de entrada. SUMÁRIO da INVENÇÃO

[0013] O principal objetivo da presente invenção é, portanto, propor um aparelho robotizado para a limpeza de plantas industriais capaz de eliminar, ou pelo menos de reduzir bastante, as desvantagens mencionadas acima.

[0014] Um outro objetivo da presente invenção é o de propor um aparelho robotizado para a limpeza de plantas industriais capaz de realizar uma limpeza acurada de todo o volume instalado da planta industrial.

[0015] Um outro objetivo da presente invenção é o de propor um aparelho robotizado para a limpeza de plantas industriais que não requeira meios de sucção de alto consumo de energia.

[0016] Um outro objetivo da presente invenção é o de propor um aparelho robotizado para a limpeza de plantas industriais que não impeça o acesso ao maquinário da planta em si.

[0017] Um outro objetivo da presente invenção é o de propor um aparelho robotizado capaz de realizar a limpeza durante a produção em si, aumentando assim a eficiência do sistema.

[0018] Estes e outros objetivos são obtidos por meio de um aparelho para a limpeza de plantas industriais do tipo compreendendo membros de sucção adequados para a sucção de pós e fragmentos de trabalho dentro de um volume de trabalho no qual uma planta de processamento industrial está instalada. O aparelho para limpeza da presente invenção é caracterizado pelo fato de compreender: - pelo menos um braço robótico antropomórfico com pelo menos três eixos controlados, preferivelmente três juntas rotacionais, providos com um cabeçote de trabalho (14) que aciona o deslocamento de um manifold (15) no qual um bocal de entrada é instalado, conectado pelo dito manifold e por uma linha de sucção a dispositivos de criação de vácuo; - membros de movimento com movimentos programáveis adaptados para mover o pelo menos um braço robótico em correspondência a diferentes volumes úteis de trabalho; e onde o dito pelo menos um braço robótico é controlado por uma unidade de controle de autoaprendizagem.

[0019] Vantajosamente, o manifold é inserido em uma luva de tal forma que é capaz de deslizar e se estender em relação à última junta do braço robótico de maneira a ser capaz de alcançar partes afastadas, mas acima de toda a inserção em si para limpeza entre a máquina e o pavimento onde a poeira sedimenta.

[0020] Vantajosamente, os membros de movimento programável compreendem uma montagem oscilante para cada braço robótico e a dita montagem oscilante que compreende um elemento alongado que é suportado em uma extremidade do dito braço robótico enquanto na outra extremidade é integral com uma montagem de ponto de apoio associada com uma estrutura e disposta para girar o dito elemento alongado em relação a pelo menos um eixo vertical e um eixo horizontal transversal à direção de avanço da dita linha.

[0021] Ainda vantajosamente, pelo menos um sensor de visão, pelo menos um sensor de temperatura e pelo menos um sensor de força são associados com o cabeçote de trabalho.

[0022] Ainda vantajosamente, com um duto de sucção é associado pelo menos um sensor de nível de vácuo e com o dito cabeçote de trabalho há associado pelo menos um bocal para a aplicação de ar comprimido, adequado para soprar automaticamente ar comprimido através do dito bocal de sucção após a detecção de certas variações no nível de vácuo pelo dito sensor de nível de vácuo.

[0023] Ainda vantajosamente, com o dito cabeçote de trabalho é associado pelo menos um bocal adicional para soprar ar comprimido, disposto para soprar ar comprimido na direção das superfícies a serem limpas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0024] Estas e outras vantagens e características da presente invenção serão melhor compreendidas por um técnico no assunto a partir da descrição a seguir com o auxílio dos desenhos anexos, providos como um exemplo, mas não devendo ser considerados no sentido limitativo, nos quais: - A Fig. 1 é uma vista em perspectiva esquemática de uma linha de transformação de tecido para a obtenção de papel higiênico ou papel toalha, na qual um aparelho de limpeza de acordo com a presente invenção é instalado; - a Fig. 2 mostra uma vista lateral de uma montagem de sucção fazendo parte do aparelho de limpeza da Fig. 1 compreendendo um braço robotizado com três eixos controlados e um membro oscilante correspondente; - A Fig. 3 mostra a montagem de sucção da Fig. 2 em uma vista em perspectiva a partir de baixo; - A Fig. 4 mostra uma vista superior de um cabeçote de sucção da montagem de sucção da Fig. 2; - A Fig. 5 ilustra uma vista em seção do cabeçote de sucção de acordo com a linha A-A da Fig. 4; - A Fig. 6 mostra um apoio para bocais de sucção do aparelho da Fig. 1: a Fig. 6A mostra o apoio com os bocais de sucção inseridos, a Fig. 6B mostra o apoio sem os bocais de sucção;

- A Fig. 7 mostra uma vista em perspectiva de uma realização variante de um braço robótico em um aparelho de acordo com a invenção com um manifold de sucção extensível: a Fig. 7A mostra o manifold de entrada na configuração retraída, a Fig. 7B mostra o manifold de entrada na configuração estendida; - A Fig. 8 mostra uma vista superior esquemática da realização da Fig. 7 em uma configuração de trabalho na qual o manifold de trabalho está estendido; - A Fig. 9 mostra, em uma vista similar à da Fig. 1, uma linha de transformação de tecido na qual uma realização diferente de um aparelho de limpeza de acordo com a presente invenção está instalado; - A Fig. 10 mostra uma vista em perspectiva frontal da montagem de sucção da Fig. 2; - A Fig. 11 mostra um detalhe da Fig. 7; - A Fig. 12 mostra uma variante da realização da Fig. 7; - A Fig. 13 mostra uma variante adicional da realização da Fig. 7.

DESCRIÇÃO DAS REALIZAÇÕES PREFERIDAS

[0025] Com referência às figuras mencionadas acima, é descrita abaixo uma realização típica de um aparelho para a limpeza de plantas industriais de acordo com a presente invenção, instalado em uma linha para a conversão de tecido para a obtenção de papel higiênico ou toalhas.

[0026] Com referência à Fig. 1 , uma linha para a conversão de tecido (L) inclui, por exemplo, um dispositivo de desenrolamento (S) para desenrolar bobinas mães, uma máquina de gravação (G) para a obtenção de relevos por prensagem entre cilindros, uma máquina de rebobinagem perfurante (R) para produzir perfurações transversais para a obtenção de fendas e para o processo de rebobinagem em diâmetros para o produto acabado, e um aparelho para limpeza (1) de acordo com a presente invenção, compreendendo dois braços robóticos (10, 10') e elementos de movimento relativo consistindo em montagens oscilantes (20, 20').

[0027] O portal (30) compreende duas hastes verticais (31, 32) alinhadas transversalmente aos lados da linha (L) que suportam uma peça transversal (33) que as une transversalmente cruzando a linha (L) por cima em relação ao maquinário. As hastes verticais (31, 32) são conectadas a um fundo (S) e/ou a paredes (P) no compartimento em que a linha (L) está instalada, de forma a ser móvel na direção longitudinal da linha (L) em si. Vantajosamente, o portal (30) desliza em trilhos integrais com o fundo (S) ou com as paredes (P) de acordo com modos não mostrados na figura, tendo em vista que são técnica conhecida. O movimento do portal (30) é motorizado, por exemplo, por meio de meios de transmissão em cremalheira, não mostrados tendo em vista que são técnica conhecida.

[0028] Próximo à haste vertical (31, 32), uma montagem oscilante (20, 21’) é ligada ao membro transversal (33) cada uma das quais suporta um braço robótico (10, 10') relativo. Desta forma, o portal (30) é adequado para mover as montagens oscilantes (20, 20') em relação à linha (L) do maquinário industrial de maneira a permitir que o braço robótico (10, 10') relativo alcance todas as áreas a serem limpas do maquinário na linha.

[0029] Com referência às Figs. 2 e 3, um braço robótico (10) apresenta três eixos controlados, em particular três juntas rotacionais, e, desta forma, compreende dois elemento alongados (11, 12), conectados entre si em união e conectados às respectivas extremidades livres, por meio de uniões adicionais, a um elemento de fixação (13) em um lado, a um cabeçote de trabalho (14) no outro. O cabeçote de trabalho (14) compreende um manifold (15) a partir do qual emerge uma tubulação flexível (16), conectada em alguns pontos aos elementos alongados (11, 12) do braço robótico (10) de tal forma que pode aceitar as várias posições assumidas pelo braço em si.

[0030] O elemento de fixação (13) é integral com a extremidade livre de um elemento tubular alongado (21) da montagem oscilante (20). Na mesma extremidade do elemento tubular alongado (21) a tubulação flexível (16) é conectada por meio de um manifold (17). Na outra extremidade deste o elemento tubular alongado (21) é conectado por meio de um suporte (22) a uma montagem de ponto de apoio (28) que permite a rotação em relação à peça transversal (33) de acordo com dois eixos ortogonais entre si. Mais precisamente, a montagem de ponto de apoio (28) compreende um suporte angular (23) adaptado para suportar um primeiro meio de rotação (24) e um segundo meio de rotação (25) ambos do tipo correia e dispostos para transmitir o movimento de rotação em relação a dois eixos de rotação ortogonais entre si. O primeiro meio de rotação compreende: um motor (241) integral com o suporte angular (23); uma primeira roda motriz (242) acionada pelo motor (241) e apresentando um eixo perpendicular ao de um primeiro plano (231) do suporte angular (23); uma primeira roda acionada (243) integral com o suporte (22) e montada de forma rotativa no suporte angular (23) de maneira a girar em relação ao eixo de rotação paralelo ao da primeira roda motriz (242); uma primeira correia de acionamento (244) para transferir o movimento da primeira roda motriz (242) para a primeira roda acionada (243). O segundo meio de transmissão (25) compreende: um motor (251) integral com um suporte de ancoragem (26) para ancorar a montagem oscilante (20) à peça transversal (33) (visível na Fig. 1, mas não mostrada nas Figs. 2 e 3); uma segunda roda motriz (252) acionada pelo motor (251) e apresentando um eixo perpendicular ao de um segundo plano (232) do suporte angular (23) ortogonal ao primeiro plano (231); uma segunda roda acionada (253) integral com o suporte angular (23) e montada de forma giratória no suporte de ancoragem (26) de maneira a girar em relação a um eixo de rotação paralelo ao da segunda roda motriz (252); uma segunda correia de acionamento (254) para transferir o movimento da segunda roda motriz (252) para a segunda roda acionada (253). A configuração da montagem oscilante (20) e as disposições para restringir o portal (30) são tais de maneira a prover um eixo de rotação vertical e um eixo de rotação horizontal, transversais à linha (L), do elemento tubular alongado (21).

[0031] Com referência à Fig. 10, o bocal de sucção é conectado à tubulação (16) que passa através do elemento tubular alongado (21) e é conectado por meio da montagem de ponto de apoio (28) com membros criadores de vácuo, constituídos, por exemplo, por uma bomba e um sistema para a filtração de pós, não mostrado e não mais descrito na medida em que é conhecido na técnica. Mais especificamente, a tubulação flexível (16) atravessa internamento o elemento tubular alongado (21) de uma extremidade à outra por sua inserção em uma parte tubular (282) integral com a roda acionada (243). A parte tubular (282) é inserida em uma tubulação "L" (283) de forma a ser livre para girar enquanto mantendo a vedação ao ar. Da mesma forma, a tubulação "L" (283) é inserida com a possibilidade de rotação e vedação ao ar em uma tubulação de entrada fixa (284) que passa através da segunda roda acionada (253) permitindo assim a passagem de ar sem perdas através da dita montagem de ponto de apoio (28). Esta construção vantajosamente torna possível a simplificação do caminho do ar, o torna mais eficiente e, uma vez que não necessita de tubulações que, como resultado do posicionamento do elemento alongado, deve ser dobrado e adaptado a diferentes geometrias, é particularmente robusto e econômico. Desta forma, uma montagem de ponto de apoio (28) é provida, compreendendo montagens de uniões oscilantes, as quais são controladas pelo posicionamento do elemento tubular alongado (21) que suporta o braço robótico (10), onde o caminho do ar que se inicia em uma tubulação fixa, preferivelmente colocada no ar e, desta forma, acima de toda a planta, alcança o mesmo braço robótico

(10) com o caminho mais curto, com uma curva única e acima de tudo simplificando o sistema de sucção devido à ausência de tubulações flexíveis que apresentariam ineficiências para quebras de flexão nas curvas, além de requerer outros dispositivos de suporte tais como porta-correntes ou semelhante que resultariam em dimensões e custos adicionais.

[0032] Deve ser observado também que o braço robótico (10) e a montagem oscilante (20) são dois componentes do dispositivo da presente invenção que são funcionalmente e estruturalmente muito diferentes entre si. De fato, um braço robótico, tenha três eixos controlados como no exemplo descrito ou apresente vários eixos controlados, é comumente conhecido por ser um dispositivo programável extremamente versátil que permite o rápido e preciso posicionamento e orientação de objetos no espaço e para se obter tais resultados, no entanto, precisa de uma estrutura robusta. Além disto, os elementos alongados (11) e (12) do braço robótico (10) apresentam um comprimento restrito, isto é, a soma dos comprimentos dos elementos alongados relativos não deve ser maior que 1,5 metros, de maneira a aumentar a capacidade de serem movidos em pequenos espaços. Além disto, cada eixo controlado, com o respectivo motor, aumente o peso da estrutura do braço robótico (10). De outra forma, o elemento tubular alongado (21) que porta o braço robótico apresenta um comprimento muito maior, aproximadamente igual à altura das máquinas de implante, de tal forma que a montagem oscilante (20) é vantajosamente ancorada acima do maquinário e o elemento tubular alongado (21) pode, portanto, ser movido de tal forma que o braço robótico (10) possa operar próximo ao Em fundo. O elemento tubular alongado (21) apresenta uma estrutura que deve suportar carga e ser rígido e ao mesmo tempo ser oco para permitir que sistemas de tubulação passem dentro.

[0033] Em uma variante da invenção, os elementos tubulares alongados (21) são vantajosamente dois, onde o primeiro funciona no plano horizontal, permitindo que a zonas superiores dos implantes sejam alcançadas a partir de uma posição elevada, e um segundo elemento tubular alongado permitindo que o braço robótico (10) alcance mesmo áreas próximas ao fundo e então leve a união para próximo às áreas a serem limpas.

[0034] Como melhor visto nas Figs. 4 e 5, na extremidade do manifold (15) um bocal de sucção (40, 40') é montado de forma removível, o qual provê um meio de conexão (41) ao manifold (14), uma abertura de entrada (42), e meios de retenção (43), consistindo em uma zona intermediária com um formato externo quadrado com uma ranhura anelar. O meio de conexão (41) compreende um pino protuberante (411), a partir da parte cilíndrica externa, o qual é inserido em uma fenda respectiva (145) no formato de um "L" do manifold (14) que tem em sua extremidade um formato ligeiramente cônico. Ao manifold (15) estão também associados um sensor de visão (141), um sensor de temperatura (142), um sensor de força (143), com o propósito de adquirir imagens e dados quanto a temperatura dos materiais da máquina, de detectar uma carga axial. Em adição, um sensor de medição de nível de vácuo é instalado na linha de sucção (não mostrada) de maneira a sinalizar qualquer aumento de valor eventual. Os cabos de sinal e de energia dos sensores acima (141, 142, 143) são flanqueados pela tubulação flexível (16) ao longo das articulações do braço robótico (10) para alcançar um processador de controle que controla o aparelho (1).

[0035] No cabeçote de trabalho (14) se encontra também associado pelo menos um primeiro bocal de aplicação de ar comprimido, conectado a tubulações de ar comprimido que correm ao longo do dito braço robótico (10) e do dito elemento tubular alongado (21). O bocal para a aplicação de ar comprimido é disposto para soprar ar comprimido através do bocal de sucção (40) (não mostrado porque interno). Pelo menos um bocal adicional para aplicar ar comprimido (144), que recebe ar comprimido a partir das mesmas linhas de ar comprimido do primeiro bocal, está associado com os cabeçote de trabalho (14) para soprar ar na direção das superfícies a serem limpas, isto é, substancialmente na direção identificada pelo bocal de sucção (40).

[0036] Com referência à Fig. 7, uma realização vantajosa do aparelho de acordo com a presente invenção provê um braço robótico (10') com três juntas rotacionais, e dois elementos alongados (11', 12'). Um cabeçote de trabalho (14'), disposto na extremidade livre do braço robótico (10') compreende meios adaptados para mover o bocal de sucção em afastamento e em aproximação em relação à extremidade do braço robótico (10’). Especificamente, na realização mostrada, os meios mencionados acima compreendem uma polia rotativa (18'), que é operada por contato a um manifold (15'). Uma polia (18') assume o movimento rotativo do último eixo acionado do braço robótico (10’). O manifold (15)' é um elemento tubular que pode deslizar no interior de uma luva (151'), conectado a uma parte não rotativa da extremidade do braço robótico. A partir do manifold (15)' se encontra uma tubulação flexível (16'), conectada em alguns pontos aos elementos alongados (11', 12') do braço robótico (10) de tal forma que pode aceitar as várias posições assumidas pelo braço em si. Na realização típica mostrada, a tubulação é conectada de maneira deslizante aos mesmos pontos dos elementos alongados (11) e (12). O manifold (15)' é arrastado por fricção da polia, preferivelmente feita de borracha, mas pode também ser uma polia dentada e o manifold pode apresentar neste caso uma prateleira. O manifold (15’) apresenta uma fenda de cavilha e a luva (151') apresenta uma cavilha ao longo de todo o comprimento de maneira a evitar a rotação do manifold em si, permitindo apenas sua translação. Um codificador linear é também instalado entre um elemento em cavilha do manifold e a luva de maneira a possibilitar o envio dos sinais para o processador para controlar perfeitamente a posição de um bocal de sucção (40') montado na extremidade da luva (15') em relação ao braço robótico (10’).

[0037] Na realização mostrada, o manifold (15’) apresenta um formato cilíndrico e é flexível do tipo corrugado e neste exemplo é arrastado para avançar pela polia de borracha (18'), como mostrado em detalhe na Fig. 11, e mantido em uma configuração reta por um tubo telescópico (153'), conectado à luva (151'), que também neste caso tem a função de contenção e guia para o manifold flexível. Vantajosamente, a parte flexível do manifold (15') que é localizado a montante da luva (151') pode ser mantida próxima ao braço robótico (10’) de maneira a reduzir as dimensões totais. Esta última realização variante é mostrada na Fig. 12, na qual é visível um elemento de restrição (159) integral com o suporte da polia emborrachada (18'), que apresenta dois cilindros de retorno (158) que giram livremente em torno de seu eixo, por meio do qual o manifold flexível (15’) se desloca de maneira a ser desviado em relação à direção de deslocamento ao longo da qual é guiado pelo tubo telescópico (153'). Graças à presença do elemento de restrição (159), quando a polia (18') gira na direção útil para retrair o bocal (40') por aproximação, a parte do manifold flexível (15’) que se move em afastamento da polia (18') do lado oposto é defletida em correspondência aos cilindros de retorno (158) na direção do elemento alongado (12') prevenindo que este crie um obstáculo posterior à direção de alongamento do bocal de sucção (40'). Desta maneira, as variações de comprimento do manifold (15’) podem ser absorvidas deixando o manifold (15’) livre para fazer loops, ampliar e espalhar, em uma área a montante do braço robótico (10) onde não há necessidade de redução das dimensões globais. Em uma realização adicional, o tubo telescópico (153') é acionado por cilindro linear, vantajosamente por ar comprimido, e, desta forma, tem a função de elemento de pressão do bocal de sucção (40') de maneira a reduzir a força da polia (18') e, desta forma, do cabeçote do braço robótico (10) para virar o bocal de sucção (40').

[0038] Apesar da realização descrita acima ser particularmente vantajosa, soluções adicionais podem ser providas para virar e fechar o bocal de sucção (40, 40') da extremidade do braço robótico no qual está montada. Na Fig. 13 é mostrada uma realização variante adicional que ainda provê a presença de uma polia dentada (18"), acionada em rotação que transmite o movimento para um manifold rígido (15)" por meio de um suporte que é integral com este. O suporte, que passa por dentro da luva (151") provida com uma ranhura vazada adequada também tem a função de prevenir a rotação do manifold (15") em relação à luva (151").

[0039] Na variante das realizações das Figs. de 7 a 13, o bocal de sucção (40') é conectado à extremidade da luva (15', 15") com uma união do tipo de pressão ou uma em rosca. O bocal de sucção (40') é vantajosamente provido com escovas (não mostradas) em correspondência com as aberturas de sucção (42') relativas.

[0040] As realizações das Figs, de 7 a 13 são particularmente vantajosas uma vez que o manifold extensível (15’, 15") permite alcançar posições difíceis de acessar mesmo no caso do braço robótico (10’) ser ancorado em um suporte fixo. Com referência à Fig. 8, tal solução de aplicação é mostrada na qual o braço robótico (10’) é montado fixamente por fora de uma parede (M1) de uma máquina, e é capaz de alcançar áreas da máquina em questão que ficam imediatamente por trás da parede (M1) mencionada acima, que pode ser alcançada apenas graças à presença do manifold extensível (15’).

[0041] Um modo de operação preferido de um aparelho de acordo com a presente invenção é descrito abaixo.

[0042] Um operador entra na zona de segurança da Linha L após ter desativado todas as fontes de energia e utiliza a sucção do braço robótico (10). Primeiro, ativa o sistema de sucção e inicia o trabalho de limpeza movendo o bocal manualmente por meio de um cabo relativo (não mostrado). Isto é, segue todas as superfícies do maquinário da linha (L) se assegurando da remoção da poeira por meio de remoção mecânica do contato com as escovas e da ação da sucção. Ao mesmo tempo insere as confirmações de aquisição de movimentos no painel de controle de uma unidade de controle do aparelho que então realiza uma primeira fase de auto aprendizado chamada de, por exemplo, área de trabalho "x". Para a limpeza do pavimento e das passarelas, escolhe utilizar o segundo tipo de bocal de sucção (40') que é mais eficiente para as superfícies planas. Desta forma, por meio do cabo relativo, move o braço robótico (10) para a estação de armazenagem (50) inserindo este na base correspondente (51) de tal forma que é conectado e realiza os movimentos de rotação e extração do manifold (14). Então, insere o manifold (14) no outro bocal de sucção (40') e realiza as operações de enganchar, o puxa para fora lateralmente, ativa a sucção e inicia os movimentos para realizar a limpeza. Após os estribos e o pavimento serem também limpos, substitui o bocal de sucção (40') na base relativa (51) da estação de armazenagem (50), move a montagem oscilante (20) por meio de um cabo (não mostrado) de tal forma que o braço robótico (10) pode alcançar uma nova área de trabalho chamada de "y", confirma os dados de auto aprendizado e utiliza a sução do braço robótico (10) iniciando a partir da conexão de uma porta de sucção (40). Similarmente ao que foi feito para a zona "x", limpa a zona "y" e confirma os dados de auto aprendizado no painel de controle. De acordo com uma realização preferida, o movimento do braço robótico (10) é programado de tal forma que o bocal de sucção (40) é levado para uma abertura (60), que está presente nas proteções (P) de tal forma que é acessível a partir do exterior. Após as máquinas (S, G, R) e os pavimentos (S) serem limpos, deixa a área de segurança e ativa as máquinas em si e a produção. Neste ponto, o operador pode decidir estabelecer a operação de limpeza da área "x" com uma frequência de a cada hora no painel de controle, alternando dom a operação de limpeza da área "y". O sensor de visão (141) localizado na extremidade do braço robótico (10) permite que o operador siga as etapas de limpeza e conclua se há a necessidade de realizar sucessivas correções no movimento pré-estabelecido.

[0043] De acordo com uma realização alternativa do método da invenção, o movimento do braço robótico (10’) é programado de tal forma que o bocal de sucção (40') é levado para uma abertura (60) presente nas proteções (P) de tal forma que é acessível a partir do exterior. Desta forma, um operador pode verificar a integridade e/ou substituir o bocal manualmente. A realização variante acima é particularmente adequada para ser implementada com a realização da Fig. 7 do aparelho da invenção.

[0044] De acordo com uma realização alternativa adicional, o método da invenção procura obter o formato da máquina e reconstruir o mapeamento de limpeza por meio de software (scanner 3D). Desta forma, mesmo a fase de autoaprendizagem é completamente automática.

[0045] O sensor de força (143), por outro lado, permite que o braço robótico (10) seja preservado de colisão se a superfície a ser limpa tenha sido modificada sem a atualização do programa de movimentos. Neste caso o braço robótico (10) poderia ser interrompido e dar um sinal de alarme. O sensor de temperatura (142) realiza uma função de controle quando é utilizado para se mover em torno das partes que tendem a superaquecer tais como motores elétricos ou rolamentos. Neste caso, uma função de sistema de prevenção é realizada, uma vez que pode sinalizar quaisquer valores de temperatura fora do intervalo estabelecido. O sensor de vácuo detecta aumentos de valor que sinalizam a oclusão do bocal de sucção (40) e ativa um sopro de ar comprimido através do bocal de sucção (40). Após esta operação, se o valor de vácuo permanecer alto, o braço robótico posiciona o bocal na abertura (60) fora das proteções (P) na área acessível na espera de uma intervenção manual para a limpeza do bocal de sucção (40). O posicionamento do braço robótico (10) em uma área acessível ao operador é também útil para limpeza ou substituição dos sensores (141, 142, 143) também durante o processo de produção.

[0046] A montagem oscilante (20) torna possível posicionar o braço robótico (10) em diferentes áreas em correspondência às quais o braço robótico (10) opera em um volume de trabalho útil determinado dentro do qual o movimento relativo é programado para autoaprendizagem como descrito acima. Permite também posicionar todo o braço oscilante e o relativo braço robótico em uma posição remota à máquina, por exemplo, completamente na vertical de maneira a permitir a manutenção normal sem criar qualquer obstáculo. Uma vez completado o trabalho neste volume de trabalho útil particular, a montagem oscilante (20) é programada para mover o braço robótico (10) até ser levado em correspondência com um volume de trabalho útil adjacente a este ou, em qualquer caso, distinto do anterior.

[0047] Os membros móveis do braço robótico (10), isto é, a montagem oscilante (20), são particularmente adequados para a aplicação descrita na qual é necessário limpar a linha (L). As montagens oscilantes são extremamente simples e, desta forma, apresentam custos muito reduzidos.

[0048] Obviamente, os membros móveis (20, 30) do braço robótico (10) podem ser providos e mais adequados, por exemplo, no caso de uma configuração diferente dos volumes a serem limpos. Por exemplo, em uma realização alternativa, um braço robótico (10) da presente invenção é montado a bordo de um transporte capaz de se deslocar na planta de maneira a alcançar certos pontos precisos em que conexões de energia elétrica, ar comprimido e sucção são instaladas. Desta maneira, um único braço robótico (10) é capaz de realizar a limpeza de muitas áreas, sendo capaz de utilizar diferentes pontos em diferentes momentos.

[0049] Com referência à Fig. 9, uma realização variante vantajosa de um aparelho de acordo com a presente invenção provê a presença de uma segunda peça transversal (34), disposta em alinhamento com a peça transversal (33) imediatamente por baixo desta e suportada pela peça transversal (33) em modo rotativo em relação a um eixo vertical por meio de uma montagem de suporte rotativa (35), disposta em uma zona substancialmente central dos dois membros transversais (33) e (34). Nesta realização, é o segundo membro transversal (34) que é associado com as montagens oscilantes (20) e (20') próximo a suas próprias extremidades.

[0050] A presença do segundo membro transversal (34) rotativo em relação à peça transversal (33) permite que os braços robóticos (10) e (10') alcancem distâncias muito maiores de tal forma que o portal (30') pode ser ancorado em uma posição fixa em relação aos cabos e tubulações para o fornecimento de energia e o transporte de ar pode alcançar os braços robóticos (10) e (10') simplesmente devido a sua flexibilidade sem ter que recorrer a cadeias de cabos de translação. Tudo isso traz vantagens claras a partir do ponto de vista dos custos de produção.

[0051] De acordo com uma realização alternativa adicional da invenção, a peça transversal (33) ou o grupo consistindo na peça transversal (33) e a segunda peça transversal (34), em vez de serem associados com o portal móvel (30), constituem uma estrutura de suporte fixa. Esta última realização variante é particularmente útil, onde, devido ao tamanho pequeno das plantas a serem limpas, os espaços de operação do aparelho podem ser restritos com a vantagem de uma redução nos custos de construção.

[0052] O aparelho da presente invenção pode limpar uma planta industrial de poeira sem a necessidade de interrupções da máquina, aumentando a eficiência de produção. Os pós podem ser removidos antes de serem criados acúmulos, que afetam o processo e especialmente no processo de conversão de papel em que a fita arrisca de ser interrompida devido a queda de aglomerados de poeira de papel entre as partes rotativas e as partes fixas. Além disto, os pós podem ser removidos antes de acumularem entre os componentes eletrônicos e componentes mecânicos criando falhas ou desgaste prematuro. Os operadores que acessam as áreas internas não correm o risco de escorregar, por exemplo, no caso dos estribos e degraus que, cobertos de poeira, perdem a efetividade de suas superfícies anti-deslizantes. Além disto, os operadores não apresentam problemas de saúde tendo em vista que a respiração de poeira é evitada que ocorre nas operações de limpeza manual. De fato, os pós não acumulam nas superfícies aéreas das máquinas tais como vigas e estruturas, prevenindo que estes caiam no produto, especialmente quando o produto é papel higiênico ou papel toalha, criando problemas de contaminação e baixa qualidade.

[0053] O braço robótico (10) é carregado dentro e fora do maquinário o que limpa a visão e o sensor de temperaturas (142) para o controle dos membros da máquina de maneira a prevenir possíveis falhas.

[0054] Finalmente, a energia requerida para a geração do volume de ar de sucção para a presente invenção é muito menor, uma proporção de um para dez é estimada, com relação às soluções atuais adotadas.

[0055] As características e vantagens delineadas acima de um aparelho de limpeza de acordo com a presente invenção são particularmente evidentes quando aplicadas a uma linha para a conversão de papel, no entanto permanecem substancialmente salvaguardadas mesmo em diferentes aplicações, tais como limpeza de maquinário que realiza operações de usinagem para a remoção de aparas, por exemplo, para marcenaria ou em geral em maquinário ou linhas industriais nas quais ocorre a produção de pós ou outros pequenos fragmentos que podem ser aspirados por vácuo. Em todos estes tipos de sistemas, o aparelho da invenção pode substituir efetivamente os sistemas de sucção convencionais com as vantagens acima.

[0056] Finalmente, as vantagens mencionadas acima permanecem salvaguardadas mesmo na presença de variações ou modificações da aplicação prática que podem ser feitas por um técnico no campo em um aparelho de limpeza tal como descrito acima, enquanto se mantendo dentro da zona de proteção definida nas reivindicações anexas.

Claims (23)

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais do tipo compreendendo membros de sucção adequados para aspirar pós e fragmentos de trabalho dentro de um volume de trabalho no qual uma planta de processamento industrial (L) está instalada, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos um braço robótico antropomórfico (10) com pelo menos três eixos controlados providos com um cabeçote de trabalho (14') compreendendo um manifold (15) no qual um bocal de sucção (40) é instalado, conectado por meio do dito manifold (15) e um duto de sucção para componentes de criação de vácuo; onde o dito pelo menos um braço robótico (10) é controlado por uma unidade de controle por meio auto aprendizagem, o dito cabeçote de trabalho (14') compreendendo meios adequados para mover o dito bocal de sucção (40) em afastamento e para próximo à extremidade do dito braço robótico (10').

2. Aparelho (1) para a limpeza plantas industriais de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato do dito cabeçote de trabalho (14') compreender uma polia rotativa (18') que assume o movimento do último acionamento do dito braço robótico (10') e é operada por contato com um manifold (15') que pode deslizar dentro de um pequeno bote (151') conectado à parte não rotativa da extremidade do braço robótico (10'), de tal forma que o dito manifold (15') é acionado pela dita polia (18').

3. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato do dito manifold (15') ser flexível do tipo corrugado e ser mantido em uma configuração reta por um tubo telescópico (153') conectado ao dito bote (151').

4. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato do dito tubo telescópico (153') ser um cilindro linear acionado por ar comprimido adequado para constituir um elemento de impulso do dito bocal de sucção (40') de maneira a reduzir o esforço exercido pela dita polia (18') e, desta forma, do cabeçote do braço robótico (10) para remover o dito bocal de sucção (40').

5. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender um elemento de restrição (159) integral com o suporte da dita polia emborrachada (18'), que apresenta cilindros de retorno (158) livremente rotativos em torno de seu eixo, através do qual o dito manifold flexível (15') se desloca de maneira a ser desviado em relação à direção de deslocamento ao longo da qual é guiado pelo dito tubo telescópico (153') de tal forma que na medida em que a dita polia (18') gira na direção útil para a retração do dito bocal de sucção (40'), o levando para mais próximo de si, a parte do manifold flexível (15') que se move em afastamento da dita polia (18') a partir do lado oposto é defletida pelos ditos cilindros de retorno (158) na direção do dito elemento alongado (12') evitando que este crie uma obstrução posterior à direção de alongamento do dito bocal de sucção (40').

6. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender membros móveis para movimentos programáveis adequados para mover o dito pelo menos um braço robótico (10) em correspondência com os volumes úteis de diferentes trabalhos.

7. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato dos ditos membros de movimento programável compreenderem pelo menos uma montagem oscilante (20, 20') para pelo menos um braço robótico (10, 10'), a dita montagem oscilante (20, 20') compreendendo pelo menos um elemento tubular alongado (21) que suporta em uma extremidade o dito braço robótico (10), e uma montagem de ponto de apoio (28) integral com a outra extremidade do dito elemento tubular alongado (21).

8. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato do dito bocal de sucção (40) ser conectado a uma tubulação flexível (16) que passa através do elemento tubular alongado (21) e, através da dita montagem de ponto de apoio (28), é conectado com membros de criação de vácuo.

9. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato da dita tubulação flexível (16) internamente passar de uma extremidade para a outra o dito elemento tubular alongado (21) por sua inserção em uma parte tubular (282) integral com uma roda acionada (243) da dita montagem de ponto de apoio (28), a dita parte tubular (282) sendo inserida em uma tubulação "L" (283) de maneira a ser livre para girar enquanto mantendo a vedação ao ar, a dita tubulação "L" (283) também sendo inserida com a possibilidade de rotação e vedação ao ar em um duto de sucção (284) fixo que cruza uma segunda roda acionada (253)

ortogonal à primeira roda acionada (243), permitindo assim a passagem de ar sem vazamento através da dita montagem de ponto de apoio (28).

10. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender um portal (30) no qual a dita pelo menos uma montagem oscilante (20, 20') é montada, o dito portal (30) sendo adequado para mover a dita pelo menos uma montagem oscilante (20, 20') ao longo da dita linha (L) do maquinário industrial.

11. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato da dita pelo menos uma montagem de ponto de apoio (28) ser associada com uma peça transversal (33, 34) e disposta para girar o dito elemento tubular alongado (21) em relação a pelo menos um eixo vertical e um eixo horizontal.

12. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicações 10, e 11, caracterizado pelo fato da dita peça transversal (33, 34) ser incluída no dito portal (30).

13. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato da dita peça transversal (33) constituir uma estrutura de suporte fixa.

14. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do dito bocal de sucção (20, 20') ser associado de forma removível com o dito manifold (15), o dito aparelho compreendendo uma estação de armazenagem (50) os ditos bocais de sucção (40, 40') providos com bases de alojamento (51) para os ditos bocais de sucção (40, 40'), de tal forma que por meio de movimentos do dito braço robótico (10) o dito bocal de sucção (40) associado com o dito manifold (15) pode ser depositado em um respectivo alojamento (51) da dita estação de armazenagem (50) e substituído com um bocal de sucção (40') diferente presente na dita estação de armazenagem (50).

15. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender uma peça transversal (33) e uma segunda peça transversal (34) que na proximidade de sua própria extremidade é associada com a dita montagem oscilante (20, 20'), a dita segunda peça transversal (34) sendo suportada pela dita peça transversal (33) de modo rotativo em relação a um eixo vertical por meio de uma montagem de suporte rotativo (35).

16. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato da dita peça transversal (33) constituir uma estrutura de suporte fixa.

17. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicações 10 e 15 caracterizado pelo fato do dito portal (30') compreender uma peça transversal (33) e uma segunda peça transversal (34) que, na proximidade de suas extremidades, é associada com a dita montagem oscilante (20, 20'), a dita segunda peça transversal (34) sendo suportada em uma área central pela dita peça transversal (33) de modo rotativo em relação a um eixo vertical por meio de uma montagem de suporte rotativa (35).

18. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato do dito portal (30) ser provido com um motor e respectivos meios de transmissão para mover o dito portal (30) longitudinalmente ao longo da dita linha (L) e da dita montagem de ponto de apoio (28) ser provida com um primeiro e um segundo meio de rotação (24, 25) dispostos para transmitir o movimento de rotação em relação a dois eixos de rotação ortogonais entre si para a dita montagem oscilante (20), a dita unidade de controle (1) do aparelho sendo programável para controlar o acionamento do dito motor de movimento do portão (30) e dos ditos primeiro e segundo meios de rotação (24, 25) de maneira a mover o dito braço robótico (10) em correspondência com os volumes úteis de diferentes trabalhos de maneira a cobrir todo o volume a ser limpo.

19. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do dito duto de vácuo ser associado com pelo menos um sensor de nível de vácuo.

20. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do dito cabeçote de trabalho (14) ser associado a pelo menos um sensor de visualização (141).

21. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do dito cabeçote de trabalho (14) ser associado a pelo menos um sensor de temperatura (142).

22. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do dito cabeçote de trabalho (14) ser associado a pelo menos um sensor de força (143).

23. Aparelho (1) para a limpeza de plantas industriais de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do dito cabeçote de trabalho (14) ser associado a pelo menos um bocal de aplicação de ar comprimido adicional para soprar ar comprimido na direção das superfícies a ser limpa.