BR112021003358A2

BR112021003358A2 - máquina para trabalhar folha metálica, e, método para acionar uma pluralidade de ferramentas de trabalho

Info

Publication number: BR112021003358A2
Application number: BR112021003358-0A
Authority: BR
Inventors: Claude Lucien Battheu; Ruggero Battaglia
Original assignee: Salvagnini Italia S.P.A.
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-05-11
Also published as: ES2937059T3; DK3860778T3; JP2022504117A; EP3860778A1; KR102462977B1; US20220097117A1; FI3860778T3; RU2770573C1; WO2020070617A1; KR20210069694A; PL3860778T3; JP7048822B2; EP3860778B1; CN112770853A; CN112770853B

Abstract

MÁQUINA PARA TRABALHAR FOLHA METÁLICA, E, MÉTODO PARA ACIONAR UMA PLURALIDADE DE FERRAMENTAS DE TRABALHO. Uma máquina para trabalhar folha metálica (100) compreende um sistema de acionamento hidráulico (1) para acionar uma pluralidade de ferramentas de trabalho (51, 151, 61) de uma maneira separada e independente e realizar respectivas usinagens em uma peça (200); o sistema de acionamento hidráulico (1) compreende uma pluralidade de cilindros hidráulicos (2, 102, 202), cada qual associado com uma ferramenta de trabalho (51, 151, 61) e provido com um pistão (21, 121, 221) que define uma câmara de empuxo (22, 122, 222) e uma câmara de retorno (23, 123, 223) e associado à ferramenta de trabalho correspondente (51, 151, 61) para mover esta ao longo de um respectivo eixo geométrico de trabalho (A, B, C); uma primeira bomba (3) do tipo reversível conectada às câmaras de empuxo (22, 122, 222) e arranjada para enviar fluido a uma pressão de suprimento (PA) em uma câmara de empuxo (22, 122, 222) de maneira a empurrar o pistão (21, 121, 221) ao longo de uma direção de trabalho e permitir que a ferramenta de trabalho (51, 151, 61) associada com o mesmo interaja com a peça (200), ou aspirar fluido da câmara de empuxo (22, 122, 222) para permitir que o pistão (21, 121, 221) se mova ao longo de uma direção de retorno e que a ferramenta de trabalho (51, 151, 61) se desengate e se mova para fora da peça (200); uma pluralidade de válvulas (4), cada qual associada com um cilindro hidráulico (2, 102, 202), interposta entre a primeira bomba (3) e a câmara de empuxo (22, 122, 222) do cilindro hidráulico (2, 102, 202) e ativável para colocar em conexão fluídica a primeira bomba (3) com a câmara de empuxo (22, 122, 222) de maneira a acionar o cilindro hidráulico (2, 102, 202); um acumulador hidráulico (5) conectado às câmaras de retorno (23, 123, 223) e arranjado para manter fluido a uma pressão de pré-carga definida no mesmo.

Description

1 / 19 MÁQUINA PARA TRABALHAR FOLHA METÁLICA, E, MÉTODO

PARA ACIONAR UMA PLURALIDADE DE FERRAMENTAS DE TRABALHO

[001] A invenção se refere a máquinas para trabalhar folha metálica e, em particular, se refere a uma máquina para trabalhar folha metálica equipada com um sistema de acionamento hidráulico adaptado para acionar uma pluralidade de ferramentas de trabalho de uma maneira separada e independente, por exemplo, ferramentas de puncionamento e/ou ferramentas de corte.

[002] Máquinas para trabalhar folha metálica são conhecidas que são equipadas com um aparelho de puncionamento multiprensa ou multiferramenta e/ou um aparelho de puncionamento simples e/ou um aparelho de corte ou cisalhamento, que pode portanto realizar uma pluralidade de operações de puncionamento e corte simultaneamente e/ou em sequência nas folhas metálicas a serem usinadas.

[003] Os aparelhos de puncionamento multiferramenta conhecidos compreendem uma pluralidade de ferramentas de puncionamento ou punções arranjados adjacentes e colocados lado a lado em um ou mais fileiras, por exemplo, para formar uma estrutura de matriz em fileira paralela, e acionada linearmente pelas respectivas prensas constituídas por acionadores linear, tipicamente cilindros hidráulicos, de uma maneira separada e independente para interagir com a peça de trabalho.

[004] Os aparelhos de puncionamento multiprensa incluem todas as ferramentas necessárias para executar em sequência as usinagens exigidas na peça. Dessa maneira, não é necessário realizar operações de troca de ferramenta durante o ciclo de produção, dessa forma permitindo eliminar tanto paradas para troca de ferramenta (aumentando assim a produtividade da máquina) quanto dispositivos automáticos para configurar e substituir as ferramentas (simplificando a estrutura da máquina).

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[005] Aparelhos de corte ou unidades de cisalhamento conhecidos em geral compreende duas lâminas ortogonais entre si, independentemente móveis ao longo dos respectivos eixos geométricos para realizar cortes na folha metálica. As lâminas ou tesouras são acionadas pelos respectivos acionadores lineares, tipicamente por cilindros hidráulicos de dimensões adequadas.

[006] Em máquinas combinadas, também denominadas máquinas de puncionamento-cisalhamento, que incluem um aparelho de corte e um aparelho de puncionamento multiprensa, esses são frequentemente integrados em uma única estrutura.

[007] A fim de realizar corretamente as usinagens de puncionamento e/ou corte, é necessário verificar a posição, o deslocamento, ou curso e a velocidade ao longo de um respectivo eixo geométrico de trabalho de cada ferramenta, uma vez que esses parâmetros dependem e são uma função da espessura e tipo de material da peça de trabalho e/ou tipo de usinagem a ser realizada.

[008] Para acionar e controlar precisamente o movimento das ferramentas de puncionamento e/ou corte, as máquinas conhecidas são providas com sistemas de acionamento hidráulico capazes de suprir e portanto acionar de uma maneira separada e independente os cilindros hidráulicos cujos pistões são conectados e movem as respectivas ferramentas, de maneira a produzir uma única usinagem ou uma pluralidade de usinagens na peça na mesma fase de trabalho.

[009] Sistemas de acionamento hidráulico conhecidos no geral compreendem uma ou mais bombas hidráulicas acionadas por um motor elétrico, que supre com um fluido hidráulico (óleo) a alta pressão (até 30,000 kPa (300 bar)) a um circuito de suprimento conectado a cada cilindro hidráulico por meio de válvulas de desvio e regulagem de pressão adequadas. Por meio das válvulas supramencionadas, é portanto possível selecionar o

3 / 19 cilindro hidráulico, que é a ferramenta a ser acionada, a direção de movimento do pistão do cilindro, isto é, um curso de trabalho ou um curso de retorno do pistão/ferramenta e a pressão de suprimento do cilindro hidráulico, isto é, a força de puncionamento que a ferramenta exerce na peça de trabalho. A alta pressão (até 30,000 kPa (300 bar)) com a qual a bomba hidráulica alimenta o circuito de suprimento é calculada para assegurar que um ou mais cilindros hidráulicos do aparelho de puncionamento exerça máxima força de puncionamento nas peças de trabalhos.

[0010] Entretanto, nos processos de trabalho usuais, apenas um pequena parte (cerca de 20%) das usinagens realizadas nas peças exige a aplicação da máxima força de puncionamento ou corte, que é a máxima pressão de suprimento para os cilindros hidráulicos, a pressão de suprimento normalmente exigida sendo muito menor (6,000-10,000 kPa (60-100 bar)).

[0011] Uma desvantagem das máquinas providas com os sistemas de acionamento hidráulico supramencionados portanto se baseia no alto consumo de potência (necessário para bombear o óleo no circuito de suprimento de alta pressão) e na baixa eficiência de potência geral (a pressão de óleo tem que de fato ser reduzida na maioria das usinagens).

[0012] Uma outra desvantagem se baseia no fato de que, por causa da alta pressão de suprimento e dissipações térmicas por causa da redução de pressão nas válvulas de controle dos cilindros hidráulicos, o óleo aquece e portanto tem que ser devidamente resfriado por recursos de resfriamento, que tornam a máquina mais complexa e cara.

[0013] Um objetivo da presente invenção é melhorar as máquinas para trabalhar folha metálica conhecidas e, em particular, as máquinas providas com uma pluralidade de ferramentas de trabalho a serem acionadas de uma maneira separada e independente, por exemplo, ferramentas de puncionamento e/ou ferramentas de corte.

[0014] Um outro objetivo é prover uma máquina tendo baixo

4 / 19 consumo de potência e alta eficiência de potência.

[0015] Um objetivo adicional é prover uma máquina que permite que as ferramentas de trabalho realizem os processos de trabalho, por exemplo, puncionamento e corte, de uma maneira ideal, em particular, capaz de acionar e controlar a posição, deslocamento e velocidade de cada ferramenta ao longo de um respectivo eixo geométrico de trabalho de uma maneira precisa e exata.

[0016] Um primeiro aspecto da invenção provê uma máquina para trabalhar folha metálica de acordo com a reivindicação 1.

[0017] Um segundo aspecto da invenção provê um método para acionar ferramentas de trabalho em uma máquina para trabalhar folha metálica de acordo com a reivindicação 9.

[0018] A invenção pode ser mais bem entendida e implementada com referência aos desenhos anexos que ilustram algumas modalidades exemplificativas e não limitantes da mesma, em que:

[0019] a figura 1 é uma vista esquemática e parcial de uma máquina para trabalhar folha metálica provida com um sistema de acionamento hidráulico para mover uma pluralidade de ferramentas de trabalho acionadas pelos respectivos cilindros hidráulicos;

[0020] a figura 2 é uma vista esquemática como da figura 1 que ilustra a máquina e o sistema de acionamento hidráulico em uma configuração de trabalho na qual um cilindro hidráulico é acionado para mover uma respectiva ferramenta de trabalho em uma peça de trabalho;

[0021] a figura 3 é uma vista esquemática como da figura 1 que ilustra a máquina e o sistema de acionamento hidráulico em uma configuração de trabalho adicional.

[0022] Com referência à figura 1, uma máquina para trabalhar folha metálica 100 de acordo com a invenção é esquematicamente e parcialmente ilustrada, que compreende um sistema de acionamento hidráulico 1 adaptado para acionar uma pluralidade de ferramentas de trabalho 51, 151, 61 da

5 / 19 máquina supramencionada 100 de uma maneira separada e independente ao longo dos respectivos eixos geométricos de trabalho A, B, C e realizar as respectivas usinagens em pelo menos uma peça 200.

[0023] Em particular, na modalidade ilustrada nas figuras e descrita a seguir, a máquina 100 é, por exemplo, uma máquina de puncionamento e corte combinada que compreende um aparelho de puncionamento multiprensa 50, um aparelho de puncionamento individual 150 e um aparelho de corte 60 e o sistema de acionamento hidráulico 1 é arranjado para acionar de uma maneira separada e independente uma pluralidade de ferramentas de trabalho de puncionamento ou ferramentas de puncionamento 51 do aparelho de puncionamento multiprensa 50, uma ferramenta de trabalho de puncionamento ou ferramenta de puncionamento individual 151 do aparelho de puncionamento individual 150 e uma ou mais ferramentas de corte de trabalho ou ferramentas de corte 61 do aparelho de corte 60.

[0024] A máquina 100 pode também ser uma máquina de puncionamento provida com o aparelho de puncionamento multiprensa 50 apenas.

[0025] As ferramentas de puncionamento 51 do aparelho de puncionamento multiprensa 50, do tipo conhecido, apenas uma das quais ilustrada nas figuras para facilidade de representação, são, por exemplo, arranjadas em diversas fileiras lado a lado de maneira a formar uma estrutura de matriz de ferramentas de puncionamento 51.

[0026] O aparelho de corte 60 ou unidade de cisalhamento, de um tipo conhecido, compreende, por exemplo, duas lâminas 61 ortogonais entre si, independentemente móveis ao longo dos respectivos eixos geométricos para fazer cortes na folha metálica, apenas uma das quais é ilustrada para facilidade de representação nas figuras.

[0027] O aparelho de puncionamento multiprensa 50, o aparelho de puncionamento individual 150 e o aparelho de corte 60 podem trabalhar em

6 / 19 sequência na mesma peça 200 ou em duas ou mais peças 200 simultaneamente.

[0028] O sistema de acionamento hidráulico 1 compreende uma pluralidade de cilindros hidráulicos ou macacos 2, 102, 202 cada um dos quais é associado e arranjado para acionar uma respectiva ferramenta de trabalho 51, 151, 61. Cada cilindro hidráulico compreende um respectivo pistão 21, 121, 221 que forma dentro do cilindro hidráulico 2, 102, 202 uma câmara de empuxo 22, 122, 222 e uma câmara de retorno 23, 123, 223 e é associado à ferramenta de trabalho correspondente 51, 151, 61 para movê-la ao longo de um respectivo eixo geométrico de trabalho A, B, C. Mais precisamente, o pistão 21, 121, 221 compreende um corpo principal que desliza dentro do respectivo cilindro hidráulico 2, 102, 202 para formar as duas câmaras de volume variável e uma haste que se salienta a partir do cilindro hidráulico 2, 102, 202 e é conectada à ferramenta de trabalho correspondente 51, 151, 61 por recursos de conexão, conhecidos e não mostrados nas figuras.

[0029] Com referência à modalidade da figura 1, o sistema de acionamento hidráulico 1 compreende uma pluralidade de primeiros cilindros hidráulicos 2 (dos quais apenas um é ilustrado) para acionar a pluralidade de ferramentas de puncionamento 51 do aparelho de puncionamento multiprensa

50. Cada primeiro cilindro hidráulico 2 é provido com um respectivo primeiro pistão 21 que forma dentro do primeiro cilindro hidráulico supramencionado 2 uma primeira câmara de empuxo 22 e uma primeira câmara de retorno 23 e é associado à ferramenta de puncionamento correspondente 51 para movê-la ao longo de um respectivo primeiro eixo geométrico de trabalho A.

[0030] O sistema de acionamento hidráulico 1 compreende adicionalmente um segundo cilindro hidráulico 102 para acionar uma ferramenta de puncionamento individual 151 do aparelho de puncionamento individual 150. O segundo cilindro hidráulico 102 é provido com um

7 / 19 respectivo segundo pistão 121 que forma dentro do segundo cilindro hidráulico 102 uma segunda câmara de empuxo 122 e uma segunda câmara de retorno 123 e é associado à ferramenta de puncionamento correspondente 151 para movê-la ao longo de um respectivo segundo eixo geométrico de trabalho B.

[0031] Finalmente, o sistema de acionamento hidráulico 1 compreende pelo menos um par de terceiros cilindros hidráulicos 202 (dos quais apenas um é ilustrado) para acionar duas ferramentas de corte 61 do aparelho de corte 60. Cada terceiro cilindro hidráulico 202 é provido com um respectivo terceiro pistão 221 que forma dentro do terceiro cilindro hidráulico 202 uma terceira câmara de empuxo 222 e uma terceira câmara de retorno 223 e é associado à ferramenta de puncionamento correspondente 61 para movê-la ao longo de um respectivo terceiro eixo geométrico de trabalho C.

[0032] O sistema de acionamento hidráulico 1 compreende adicionalmente uma primeira bomba 3 conectada às câmaras de empuxo 22, 122, 222 dos cilindros hidráulicos 2, 102, 202, em particular, por meio de um circuito de suprimento 12 formado por uma pluralidade de dutos de suprimento. A primeira bomba 3 do tipo reversível é arranjada para enviar fluido, em particular, óleo, a uma pressão de suprimento PA em uma ou mais das ditas câmaras de empuxo 22, 122, 222 de maneira a empurrar os respectivos pistões 21, 121, 221 ao longo de uma direção de trabalho e permitindo que as ferramentas de trabalho 51, 151, 61 associadas com os mesmos interajam com a peça 200, em uma fase de acionamento, ou aspirar fluido das câmaras de empuxo 22, 122, 222 para permitir que os respectivos pistões 21, 121, 221 movam ao longo de uma direção de retorno, oposta à direção de trabalho, e que as ferramentas de trabalho 51, 151, 61 desengatem e movam para fora da peça 200, em uma fase de retorno. Em particular, na fase de acionamento, a primeira bomba 3 envia óleo a uma pressão de suprimento PA que é uma função de uma força desejada que as ferramentas de

8 / 19 trabalho têm que exercer na peça 200 para realizar a usinagem exigida.

[0033] O sistema de acionamento hidráulico 1 compreende um reservatório de fluido ou óleo 15, à pressão atmosférica, que é conectado a uma boca da primeira bomba 3 por meio de um circuito de descarga 14, a outra boca da primeira bomba 3 sendo conectada aos cilindros hidráulicos 2, 102, 202 através do circuito de suprimento 12. Na fase de acionamento, a primeira bomba 3 extrai óleo do reservatório 15 e envia o mesmo pressurizado aos cilindros hidráulicos 2, 102, 202; na fase de retorno, a primeira bomba 3 verte no reservatório 15 o fluido aspirado pelos cilindros hidráulicos 2, 102, 202.

[0034] O sistema de acionamento hidráulico 1 também inclui uma pluralidade de válvulas 4, em particular, inseridas no circuito de suprimento 12, cada uma das quais é associada com um respectivo cilindro hidráulico 2, 102, 202, interposta entre a primeira bomba 3 e a câmara de empuxo 22, 122, 222 do cilindro hidráulico 2, 102, 202 e acionável para abertura para colocar a primeira bomba 3 em conexão fluídica com a câmara de empuxo 22, 122, 222 de maneira a acionar o cilindro hidráulico 2, 102, 202 e a ferramenta de trabalho relevante 51, 151, 61 na direção de trabalho.

[0035] Um acumulador hidráulico ou pressurizado 5 é conectado às câmaras de retorno 23, 123, 223 dos cilindros hidráulicos 2, 102, 202, em particular, por meio de um circuito de retorno 13 formado por uma pluralidade de dutos de retorno. O acumulador hidráulico 5, de um tipo conhecido e, portanto, não descrito adicionalmente em detalhe, é arranjado para manter o fluido a uma pressão de pré-carga definida nas câmaras de retorno 23, 123, 223, em particular, para mover ao longo da direção de retorno um ou mais pistões 21, 121, 221 dos respectivos cilindros hidráulicos 2, 102, 202 que são seletivamente acionados pela ativação das válvulas correspondentes 4.

[0036] Deve-se notar que a pressão de pré-carga de fluido nas câmaras de retorno 23, 123, 223 dos cilindros hidráulicos 2, 102, 202 confere

9 / 19 maior rigidez a esses e ao circuito de suprimento 12 e circuito de retorno 13, isto é, a todo o sistema de acionamento hidráulico 1 que é dessa maneira mais reativo e preciso nos movimentos dos pistões 21, 121, 221 e portanto das ferramentas de trabalho 51, 151, 61 durante as usinagens realizadas na peça

200.

[0037] Deve-se também notar que, em cada cilindro hidráulico 2, 102, 202, a força que ferramenta de trabalho 51, 151, 61 é capaz de exercer na peça 200 é dada pela diferença entre uma força de empuxo na direção de trabalho obtida na câmara de empuxo 22, 122, 222 pelo fluido na pressão de suprimento que atua no pistão 21, 121, 221 e uma força contrária oposta na direção de retorno obtida na câmara de retorno 23, 123, 223 pelo fluido na pressão de pré-carga que atua no pistão 21, 121, 221.

[0038] O sistema de acionamento hidráulico 1 compreende um motor elétrico 6 controlado por uma unidade de controle 10 da máquina 100 e arranjado para acionar a primeira bomba 3 do tipo reversível em ambas as direções de rotação e de uma maneira tal que a primeira bomba 3 entregue uma vazão definida de fluido pressurizado. Mais precisamente, a unidade de controle 10 regula a operação do motor elétrico 6, em particular, variando o torque de rotação, velocidade e aceleração do eixo do motor 6a que aciona a primeira bomba 3 de acordo com as condições de trabalho, tal como, por exemplo, o número de ferramentas de trabalho 51, 151, 61 (isto é, cilindros hidráulicos) a serem acionados, a força a ser exercida na peça de trabalho 200 (isto é, pressão de suprimento de óleo nos cilindros hidráulicos). Para esse propósito, o sistema de acionamento hidráulico 1 compreende uma pluralidade de sensores de pressão 17 inseridos no circuito de suprimento 12, cada um dos quais é associado com um respectivo cilindro hidráulico 2, 102, 202 e capaz de medir uma pressão do fluido na câmara de empuxo 3, 103, 203. Os sensores de pressão 17 são conectados à unidade de controle 10 para enviar a ela sinais relativos às pressões detectadas.

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[0039] Na modalidade mostrada nas figuras, o sistema de acionamento hidráulico 1 da máquina 100 da invenção compreende uma segunda bomba 7, também do tipo reversível, acoplada e conectada à primeira bomba 3, em particular, por meio de um eixo de transmissão e substancialmente idêntica à primeira bomba 3. As duas bombas 3, 7 são acionadas pelo mesmo motor elétrico 6 controlado pela unidade de controle 10 de maneira a rodarem juntas na mesma velocidade e entregar uma vazão definida de óleo pressurizado aos cilindros hidráulicos 2, 102, 202.

[0040] Em uma variante da máquina 100 da invenção não mostrada nas figuras, a primeira bomba 3 e a segunda bomba 7 do sistema de acionamento hidráulico 1 são integradas em uma única bomba provida com duas unidades de bombeamento combinadas.

[0041] Uma primeira válvula diferencial 8 é interposta entre a segunda bomba 7 e as câmaras de empuxo 22 dos cilindros hidráulicos 2, 102, 202 e ativável quando a pressão de suprimento PA excede uma primeira pressão de trabalho P1 em pelo menos uma das câmaras de empuxo 22, 122, 222 de maneira a conectar a segunda bomba 7 ao reservatório de óleo 15 e desviar ou colocar em circulação a segunda bomba 7 e permitir transferir toda a potência do motor elétrico 6 para a primeira bomba 3 que é dessa forma capaz de empurrar e comprimir o óleo a maiores valores de pressão. A primeira válvula diferencial 8 é, por exemplo, uma válvula tridirecional inserida no circuito de suprimento 12 e conectada ao reservatório 15 por meio de um primeiro duto de descarga 16. A primeira válvula diferencial 8 é, por exemplo, controlada e ativada pela unidade de controle 10 com base nos sinais de pressão enviados pelos sensores de pressão 17. Alternativamente, a primeira válvula diferencial 8 pode ser uma servoválvula acionada por uma válvula piloto ativada pela pressão do fluido no circuito de suprimento 12.

[0042] O sistema de acionamento hidráulico 1 compreende adicionalmente uma segunda válvula diferencial 9 interposta entre o

11 / 19 acumulador hidráulico 5 e as câmaras de retorno 23, 123, 223 dos cilindros hidráulicos 2, 102, 202 e ativável quando a pressão de suprimento PA excede uma segunda pressão de trabalho P2 em pelo menos uma das câmaras de empuxo 22, 122, 222 de maneira a conectar as câmaras de retorno 23, 123, 223 ao reservatório 15 e colocar o mesmo em descarga, isto é, à pressão atmosférica. Dessa maneira, embora a pressão de suprimento PA do fluido nas câmaras de empuxo 22, 122, 222 permaneça constante, a força de puncionamento e/ou corte aumenta à medida que a pressão nas câmaras de retorno 23, 123, 223 diminui até o valor atmosférico. É portanto possível dessa maneira conter o valor da pressão de suprimento PA e reduzir o consumo de potência da primeira bomba 3.

[0043] O valor da segunda pressão de trabalho P2 é maior que da primeira pressão de trabalho P1.

[0044] A segunda válvula diferencial 9 é, por exemplo, uma válvula tridirecional inserida no circuito de retorno 13 e conectada ao reservatório 15 por meio de um segundo duto de descarga 18. A segunda válvula diferencial 9 é, por exemplo, controlada e ativada pela unidade de controle 10 com base nos sinais de pressão enviados pelos sensores de pressão 17. Alternativamente, a segunda válvula diferencial 9 pode ser uma servoválvula acionada por uma válvula piloto ativada pela pressão do fluido no circuito de suprimento 12.

[0045] A operação da máquina para trabalhar folha metálica 100 da invenção provida com o sistema de acionamento hidráulico 1 permite mover a ferramenta ou as ferramentas de trabalho 51, 151, 61 necessárias para realizar as usinagens exigidas na peça 200. Por exemplo, na configuração de trabalho exemplificativa da figura 2, o sistema de acionamento hidráulico 1 é controlado para mover uma da pluralidade de ferramentas de puncionamento 51 do aparelho de puncionamento multiprensa 50 pelo acionamento do respectivo primeiro cilindro hidráulico 2. Esse é acionado pela ativação para

12 / 19 abertura da válvula correspondente 4 e acionamento da primeira bomba 3 e da segunda bomba 7 em uma primeira direção de rotação de maneira a enviar óleo pressurizado à primeira câmara de empuxo 22. Mais precisamente, o motor elétrico 2 é controlado pela unidade de controle 10 de maneira a rodar as bombas na primeira direção de rotação com uma velocidade e torque definidos de forma que as bombas 3, 7 entreguem uma vazão de óleo estável a uma pressão de suprimento PA que é relacionada à força (nesse caso de puncionamento) a ser exercida com a ferramenta na peça 200, isto é, pela resistência que essa opõe à usinagem, em particular, puncionamento.

[0046] O sistema de acionamento hidráulico 1 é também capaz de mover simultaneamente múltiplas ferramentas da pluralidade de ferramentas de puncionamento 51 do aparelho de puncionamento multiprensa 50 pelo acionamento dos respectivos primeiros cilindros hidráulicos 2, ou do acionamento da ferramenta de puncionamento individual 151 do aparelho de puncionamento individual 150 pelo acionamento do segundo cilindro hidráulico 102 ou mesmo pelo acionamento de pelo menos uma ferramenta de corte 61 do aparelho de corte 60 pelo acionamento do respectivo terceiro cilindro hidráulico 202, a operação sendo a mesma descrita a seguir para a ferramenta de puncionamento individual 51 do aparelho de puncionamento multiprensa 50.

[0047] Uma vez que a força (puncionamento ou corte), que depende do tipo de ferramenta usada (formato, tamanho, ...), na usinagem específica a ser realizada (perfuração, corte, deformação, ...) e do material da peça 200, pode variar, em particular aumentar durante realização da usinagem, em geral também a pressão de suprimento PA pode variar (aumentar) dentro das câmaras de empuxo 22, 122, 222, dessa forma causando um aumento no torque ou potência que o motor elétrico 6 tem que suprir às bombas 3, 7 de forma que essas supram a pressão de suprimento exigida PA.

[0048] Uma vez que a usinagem tenha sido realizada na peça 200, a

13 / 19 ferramenta de puncionamento 51 é desengatada e movimentada para fora desta pela movimentação do primeiro pistão 21 do primeiro cilindro hidráulico 2 na direção de retorno. Isso é conseguido invertendo a direção de rotação do motor elétrico 2, ou seja, rodando bombas 3, 7 em uma segunda direção de rotação, oposta à primeira direção de rotação, de forma a aspirar óleo da primeira câmara de empuxo 22 e transportá-lo para o reservatório 15. Dessa maneira, a pressão do fluido na primeira câmara de empuxo 22 é reduzida (a um valor próximo ao da pressão atmosférica) permitindo que o fluido contido na primeira câmara de retorno 23 na pressão de pré-carga (assegurada pelo acumulador hidráulico 5) empurre o primeiro pistão 21 na direção de retorno.

[0049] Deve-se notar que o uso do acumulador hidráulico 5 para mover os pistões 21, 121, 221 na direção de retorno permite que o sistema de acionamento hidráulico 1 seja simplificado e feito mais econômico, uma vez que evita o uso de válvulas adicionais para transportar o fluido dispensado pelas bombas 3, 7 para as câmaras de retorno 23, 123, 223. Além disso, o consumo de potência o motor elétrico 6 e das bombas 3, 7, substancialmente acionada para conectar as câmaras de empuxo 22, 122, 222 ao reservatório 15, são mínimas e menores que a que seriam necessárias para as bombas 3, 7 moverem os pistões 21, 121, 221 na direção de retorno.

[0050] A Figura 3 ilustra uma outra configuração de operação ou de trabalho do sistema de acionamento hidráulico 1 da máquina 100, que permite o acionamento com uma alta força de puncionamento de uma ferramenta de puncionamento individual 51 pela ativação da válvula correspondente 4 que permite que as bombas 3, 7 enviem o fluido pressurizado ao respectivo primeiro cilindro hidráulico 2. Nessa configuração, no curso do primeiro pistão 21 e da ferramenta de puncionamento relevante 51, a força de acionamento ou força de puncionamento aumenta progressivamente e com ela a pressão de suprimento PA dentro da primeira câmara de empuxo 22. Quando

14 / 19 a primeira pressão de trabalho P1 é excedida, a segunda bomba 7 é colocada em recirculação, isto é, ela é conectada em entrega ao reservatório de óleo 15 para enviar o fluido a este, ativando a primeira válvula diferencial 8. Dessa maneira, a segunda bomba 7 é substancialmente excluída de operação e toda a potência do motor elétrico 6 é suprida à primeira bomba 3 que pode portanto garantir o aumento exigido na pressão de suprimento PA. Mais precisamente, é possível aumentar a pressão de suprimento PA, com uma redução na vazão do fluido ou na velocidade do primeiro pistão 21, substancialmente sem aumentar a potência do motor elétrico 6 ou aumentando-a apenas até um ponto limitado, permitindo assim conter o consumo de potência do sistema de acionamento hidráulico 1 e da máquina 100.

[0051] Continuando com a usinagem, se a força de acionamento aumentar adicionalmente e com ela a pressão de suprimento PA dentro da câmara de empuxo 22, quando a segunda pressão de trabalho P2 é excedida, a segunda válvula diferencial 9 é ativada, o que coloca em conexão fluídica a primeira câmara de retorno 23 com o reservatório 15, isto é, coloca a câmara de retorno 23 em descarga, à pressão atmosférica. Dessa maneira, a pressão de suprimento PA do fluido na câmara de empuxo 22 pode permanecer substancialmente constante (igual à segunda pressão de trabalho P2) ou aumentar limitadamente, mas a força efetiva exercida no primeiro pistão 21 na direção de trabalho, isto é, a força de acionamento, aumenta consideravelmente, uma vez que a pressão na primeira câmara de retorno 23 diminui para o valor atmosférico, isto é, a força contrária do pistão na direção de retorno diminui. Em outras palavras, pela descarga da segunda câmara de retorno 23 por meio da segunda válvula diferencial 9, é possível aumentar consideravelmente a força de acionamento sem a necessidade de aumentar a pressão de suprimento PA ou aumentar a potência do motor elétrico 2, por meio disso permitindo conter o consumo de potência da máquina 100.

[0052] Também nesse caso, uma vez que a usinagem na peça de

15 / 19 trabalho 200 tenha terminado, a ferramenta de puncionamento 51 é desengatada e movimentada para fora da peça de trabalho 200 movendo o primeiro pistão 21 na direção de retorno, em particular, rodando as bombas 3, 7 na segunda direção de rotação de uma maneira tal a aspirar fluido da primeira câmara de empuxo 22 e transportá-lo para o reservatório 15 e desativando a segunda válvula diferencial 9 de maneira a conectar a primeira câmara de retorno 23 ao acumulador hidráulico 5 novamente. Dessa maneira, a pressão do fluido na primeira câmara de empuxo 22 é reduzida, permitindo que o fluido contido na primeira câmara de retorno 23 na pressão de pré-carga (assegurada pelo acumulador hidráulico 5) empurre o primeiro pistão 21 na direção de retorno.

[0053] Uma operação análoga pode ser obtida no caso em que o sistema de acionamento hidráulico 1 da máquina 100 da invenção é arranjado para mover simultaneamente diversas ferramentas da pluralidade de ferramentas de puncionamento 51 do aparelho de puncionamento multiprensa 50 pelo acionamento dos respectivos primeiros cilindros hidráulicos 2 ou mover a ferramenta de puncionamento individual 151 do aparelho de puncionamento individual 150 pelo acionamento do segundo cilindro hidráulico 102, ou mesmo acionar pelo menos uma ferramenta de corte 61 do aparelho de corte 60 pelo acionamento do respectivo terceiro cilindro hidráulico 202.

[0054] Graças ao sistema de suprimento hidráulico 1 da máquina para trabalhar folha metálica 100 da invenção, é portanto possível acionar de uma maneira precisa e exata, individualmente e independentemente, uma pluralidade de ferramentas de trabalho para realizar um ou mais trabalhos ao mesmo tempo na peça 200. Mais precisamente, pela ativação das válvulas 4, é possível selecionar um ou mais cilindros hidráulicos 2, 102, 202 para que sejam acionados para mover as respectivas ferramentas de trabalho e, em particular, pelo menos uma dentre uma ferramenta de puncionamento

16 / 19 individual 151 de um aparelho de puncionamento individual 150, uma ou mais ferramentas de corte 61 de um aparelho de corte 60 e pelo menos uma dentre uma pluralidade de ferramentas de puncionamento 51 de um aparelho de puncionamento multiprensa 50.

[0055] Pelo ajuste da velocidade de rotação das bombas 3, 7 pela atuação no motor elétrico 6 controlado pela unidade de controle 10, é possível ajustar a vazão e a pressão de suprimento do fluido nas câmaras de empuxo 22, 122, 222 dos cilindros hidráulicos 2, 102, 202 e, portanto, é possível controlar precisamente e exatamente a posição, deslocamento e velocidade dos pistões 21 e das respectivas ferramentas de puncionamento 51 ao longo dos eixos geométricos de trabalho A, B, C. A precisão e reatividade, isto é, a capacidade de reagir aos comandos e aos ajustes (mudanças na vazão e/ou pressão do fluido nos cilindros) dos cilindros hidráulicos 2, 102, 202 e de todo o sistema de acionamento hidráulico 1 da invenção são também assegurados pela rigidez deste obtida, como já salientado, conectando as câmaras de retorno 23, 123, 223 dos cilindros hidráulicos 2, 102, 202 ao acumulador hidráulico 5 que mantém o fluido a uma pressão de pré-carga definida.

[0056] O acumulador hidráulico 5 que permite mover os pistões 21, 121, 221 na direção de retorno também possibilita simplificar e tornar menos caro o sistema de acionamento hidráulico 1, uma vez que evita o uso de válvulas adicionais para transportar o fluido suprido pelas bombas 3, 7 para as câmaras de retorno 23, 123, 223 e reduz o consumo de potência do motor elétrico 6 e das bombas 3, 7, que não têm que entregar fluido pressurizado para mover os pistões supramencionados 21, 121, 221 na direção de retorno.

[0057] O sistema de acionamento hidráulico 1 da máquina 100 da invenção também tem reduzido consumo de potência e alta eficiência de potência graças ao uso das duas válvulas diferenciais 8, 9, que são ativadas quando a pressão de suprimento PA nos cilindros hidráulicos 2, 102, 202, respectivamente, atinge uma primeira pressão de trabalho P1 e uma segunda

17 / 19 pressão de trabalho P2. Mais precisamente, quando a pressão de suprimento PA excede a primeira pressão de trabalho P1, a segunda bomba 7 é colocada em circulação, que é conectada em entrega ao reservatório de óleo 15, ativando a primeira válvula diferencial 8, de forma que o motor elétrico 6 de fato acione apenas a primeira bomba 3. É, portanto, possível assegurar o aumento exigido na pressão de suprimento PA sem aumentar a potência e portanto o consumo de potência do motor elétrico 6.

[0058] Quando a pressão de suprimento PA excede a segunda pressão de trabalho P2, a segunda válvula diferencial 9, que coloca as câmaras de retorno 23 e o reservatório 15 em conexão fluídica, é também ativada. Dessa forma, a pressão de suprimento PA do fluido nas câmaras de empuxo 22, 122, 222 pode permanecer substancialmente constante ou aumentar limitadamente, uma vez que a força efetiva exercida no pistão 21, 121, 221 na direção de trabalho, isto é, a força de puncionamento/corte, aumenta pela diminuição da pressão nas câmaras de retorno 23, 123, 223. A força de puncionamento/corte é aumentada sem a necessidade de aumentar a pressão de suprimento PA, ou seja, aumentar a potência do motor elétrico 2.

[0059] Graças ao sistema de acionamento hidráulico 1, a máquina 100 da invenção é portanto mais eficiente quanto ao consumo de potência do que as máquinas para trabalhar folha metálica conhecidas.

[0060] Deve-se também notar que o uso do sistema de acionamento hidráulico 1 que compreende um número limitado de válvulas e um acumulador hidráulico normal é simples e econômica, e com exigências de dimensões e espaço reduzidas e compactas.

[0061] O método de acordo com a invenção para acionar uma pluralidade de ferramentas de trabalho 51, 151, 61 de uma maneira separada e independente de uma máquina para trabalhar folha metálica 100 provido com o sistema de acionamento hidráulico 1 supradescrito e ilustrado nas figuras 1 a 3 envolve:

18 / 19 selecionar pelo menos uma ferramenta de trabalho 51, 151, 61 para ser acionada pela ativação em abertura da respectiva válvula 4 que é interposta entre a primeira bomba 3, do tipo reversível e arranjada para entregar fluido à pressão de suprimento PA, e o cilindro hidráulico 2, 102, 202 que atua na ferramenta de trabalho selecionada 51, 151, 61; acionar a primeira bomba 3 em uma primeira direção de rotação a fim de enviar o fluido pressurizado para uma câmara de empuxo 22, 122, 222 do cilindro hidráulico 2, 102, 202 de maneira a empurrar o pistão 21, 121, 221 da mesma ao longo de uma direção de trabalho e permitir que a ferramenta de trabalho selecionada 51, 151, 61 associada com a mesma realize uma usinagem na peça 200; uma vez que a dita usinagem tenha sido realizada, a primeira bomba 3 é acionada em uma segunda direção de rotação, oposta à primeira direção de rotação, a fim de aspirar fluido da câmara de empuxo 22, 122, 222, o pistão 21, 121, 221 sendo empurrado ao longo de uma direção de retorno pelo fluido pressurizado enviado à câmara de retorno 23, 123, 223 do cilindro hidráulico 2, 102, 202 por um acumulador hidráulico 5, para permitir que a ferramenta de trabalho 51, 151, 61 desengate e mova para fora da peça 200.

[0062] O método também envolve, durante o acionamento da primeira bomba 3, acionar na primeira direção de rotação também uma segunda bomba 7 do tipo reversível, em particular acoplada e conectada à primeira bomba 3, a fim de enviar fluido à câmara de empuxo 22, 122, 222 do cilindro hidráulico 2, 102, 202 até uma primeira pressão de trabalho P1, acima da qual a segunda bomba 7 é colocada em circulação sendo conectada ao reservatório 15, ao qual o fluido é enviado, pela ativação da primeira válvula diferencial 8.

[0063] Durante o acionamento da primeira bomba reversível 3, conectar a câmara de retorno 23, 123, 223 do cilindro hidráulico 2, 102, 202 ao reservatório 15, pela ativação da segunda válvula diferencial 9, quando a pressão do fluido na câmara de empuxo 22, 122, 222 excede uma segunda

19 / 19 pressão de trabalho P2, é também envolvido.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Máquina para trabalhar folha metálica (100), caracterizada pelo fato de que compreende um sistema de acionamento hidráulico (1) adequado para acionar uma pluralidade de ferramentas de trabalho (51, 151, 61) da dita máquina (100) de uma maneira separada e independente para realizar as respectivas usinagens em uma peça (200), o dito sistema de acionamento hidráulico (1) compreendendo: - uma pluralidade de cilindros hidráulicos (2, 102, 202), cada cilindro hidráulico (2, 102, 202) sendo associado com uma respectiva ferramenta de trabalho (51, 151, 61) e provido com um respectivo pistão (21, 121, 221) adequado para definir uma câmara de empuxo (22, 122, 222) e uma câmara de retorno (23, 123, 223) dentro do cilindro hidráulico (2, 102, 202) e associado à ferramenta de trabalho correspondente (51, 151, 61) para mover essa ao longo de um respectivo eixo geométrico de trabalho (A, B, C); - uma primeira bomba (3) do tipo reversível conectada às ditas câmaras de empuxo (22, 122, 222) dos ditos cilindros hidráulicos (2, 102, 202) e arranjada para enviar fluido a uma pressão de suprimento (PA) pelo menos em uma das ditas câmaras de empuxo (22, 122, 222) de maneira a empurrar o respectivo pistão (21, 121, 221) ao longo de uma direção de trabalho e permitir que a ferramenta de trabalho (51, 151, 61) associada com o mesmo interaja com a peça (200), ou aspirar fluido pelo menos da dita câmara de empuxo (22, 122, 222), para permitir que o respectivo pistão (21, 121, 221) mova ao longo de uma direção de retorno e a dita ferramenta de trabalho (51, 151, 61) desengatando e movendo para fora da dita peça (200); - uma pluralidade de válvulas (4), cada válvula (4) sendo associada com um respectivo cilindro hidráulico (2, 102, 202), interposta entre a dita primeira bomba (3) e a câmara de empuxo (22, 122, 222) do cilindro hidráulico (2, 102, 202) e ativável para colocar em conexão fluídica a primeira bomba (3) com a câmara de empuxo (22, 122, 222) de maneira a acionar o cilindro hidráulico (2, 102, 202);

- um acumulador hidráulico (5) conectado às ditas câmaras de retorno (23, 123, 223) dos ditos cilindros hidráulicos (2, 102, 202) e arranjado para manter fluido a uma pressão de pré-carga definida nas ditas câmaras de retorno (23, 123, 223), em particular para mover ao longo da direção de retorno pelo menos um pistão (21, 121, 221) de um cilindro hidráulico (2, 102, 202) acionado pela ativação da válvula correspondente (4).

2. Máquina (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito sistema de acionamento hidráulico (1) compreende um motor elétrico (6) controlado por uma unidade de controle (10) da dita máquina (100) e arranjado para acionar a dita primeira bomba (3) do tipo reversível em ambas as direções de rotação e de uma maneira tal que ela entregue uma vazão de fluido definida a uma pressão de suprimento definida (PA).

3. Máquina (100) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o dito sistema de acionamento hidráulico (1) compreende uma segunda bomba (7) do tipo reversível acoplada e conectada à dita primeira bomba (3), as ditas bombas (3, 7) sendo acionadas por um mesmo motor elétrico (6) controlado por uma unidade de controle (10) da dita máquina (100) e arranjado para acionar as ditas bombas (3, 7) em ambas as direções de rotação e de uma maneira tal que elas entregue uma vazão de fluido definida a uma pressão de suprimento definida (PA).

4. Máquina (100) de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o dito sistema de acionamento hidráulico (1) compreende uma primeira válvula diferencial (8) interposta entre a dita segunda bomba (7) e as ditas câmaras de empuxo (22, 122, 222) e ativável quando a dita pressão de suprimento (PA) excede uma primeira pressão de trabalho (P1) em pelo menos uma das ditas câmaras de empuxo (22, 122, 222) de maneira a conectar a dita segunda bomba (7) a um reservatório de fluido (15), em particular, o dito reservatório (15) estando à pressão atmosférica.

5. Máquina (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o dito sistema de acionamento hidráulico (1) compreende uma segunda válvula diferencial (9) interposta entre o dito acumulador hidráulico (5) e as ditas câmaras de retorno (23, 123, 223) e ativável quando a dita pressão de suprimento (PA) excede uma segunda pressão de trabalho (P2) em pelo menos uma das ditas câmaras de empuxo (22, 122, 222) de maneira a conectar as ditas câmaras de retorno (23, 123, 223) a um reservatório de fluido (15), em particular, o dito reservatório (15) estando à pressão atmosférica.

6. Máquina (100) de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que a dita segunda pressão de trabalho (P2) é maior que a dita primeira pressão de trabalho (P1).

7. Máquina (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o dito sistema de acionamento hidráulico (1) compreende um reservatório de fluido (15) do qual fluido é aspirado pelo menos pela dita primeira bomba (3) quando acionada em uma primeira direção de rotação a fim de enviar fluido à pressão de suprimento (PA) aos ditos cilindros hidráulicos (2, 102, 202) e em que fluido é enviado quando a dita primeira bomba (3) é acionada em uma segunda direção de rotação, oposta à dita primeira direção de rotação, a fim de aspirar fluido dos ditos cilindros hidráulicos (2, 102, 202).

8. Máquina (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um dentre um aparelho de puncionamento multiprensa (50), um aparelho de puncionamento de uma única prensa (150) e um aparelho de corte (60), o dito sistema de acionamento hidráulico (1) sendo arranjado para acionar de uma maneira separada e independente pelo menos uma dentre uma única ferramenta de trabalho de puncionamento (151) do dito aparelho de puncionamento de uma única prensa (150), pelo menos uma ferramenta de corte de trabalho (61) do dito aparelho de corte (60) e uma ou mais de uma pluralidade de ferramentas de trabalho de puncionamento (51) do dito aparelho de puncionamento multiprensa (50).

9. Método para acionar uma pluralidade de ferramentas de trabalho (51, 151, 61) de uma maneira separada e independente em uma máquina para trabalhar folha metálica (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende: - selecionar pelo menos uma ferramenta de trabalho (51, 151, 61) para ser acionada pela ativação de uma respectiva válvula (4) interposta entre uma primeira bomba (3), que é do tipo reversível e arranjada para entregar fluido a uma pressão de suprimento (PA), e um cilindro hidráulico (2, 102, 202) que atua na dita ferramenta de trabalho selecionada (51, 151, 61); - acionar a dita primeira bomba (3) em uma primeira direção de rotação a fim de enviar fluido pressurizado para uma câmara de empuxo (22, 122, 222) do dito cilindro hidráulico (2, 102, 202) de maneira a empurrar um pistão (21, 121, 221) da mesma ao longo de uma direção de trabalho e permitir que a ferramenta de trabalho selecionada (51, 151, 61) associada com o mesmo realize usinagem em uma peça (200); - uma vez que a dita usinagem tenha sido realizada, acionar a dita primeira bomba (3) em uma segunda direção de rotação, oposta à dita primeira direção de rotação, a fim de aspirar fluido da dita câmara de empuxo (22, 122, 222), o dito pistão (21, 121, 221) sendo empurrado ao longo de uma direção de retorno pelo fluido pressurizado enviado a uma câmara de retorno (23, 123, 223) do dito cilindro hidráulico (1) por um acumulador hidráulico (5), para permitir que a dita ferramenta de trabalho (51, 151, 61) se desengate e se mova para fora da dita peça (200).

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende, durante o dito acionamento da dita primeira bomba (3), acionar adicionalmente na dita primeira direção de rotação uma segunda bomba (7) do tipo reversível, em particular acoplada e conectada à dita primeira bomba (3), a fim de enviar fluido na dita câmara de empuxo (22, 122, 222) até uma primeira pressão de trabalho (P1), acima da qual a dita segunda bomba (7) é conectada a um reservatório (15) no qual a dita segunda bomba envia o fluido, pela ativação de uma primeira válvula diferencial (8).

11. Método de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que compreende, durante o dito acionamento da dita primeira bomba (3), conectar a dita câmara de retorno (23, 123, 223) a um reservatório de fluido (15) pela ativação de uma segunda válvula diferencial (9), quando a dita pressão de suprimento (PA) na dita câmara de empuxo (22, 122, 222) excede uma segunda pressão de trabalho (P2).