BRPI0710727A2 - máquina de dobra de fio, combinando um dispositivo de enformação seqüencial e um dispositivo que utiliza uma placa de ferramentas - Google Patents

Abstract

MáQUINA DE DOBRA DE FIO, COMBINANDO UM DISPOSITIVO DE ENFORMAçãO SEQUENCIAL E UM DISPOSITIVO QUE UTILIZA UMA PLACA DE FERRAMENTAS. A presente invenção refere-se a uma máquina para a enformação automática de componentes através de tipos diferentes de dobra providos em um plano comum ou em planos diferentes, caracterizada pelo fato de compreender, em combinação, um primeiro dispositivo (1) para a realização de uma enformação seqúenciaí com ferramentas-padrão por uma dobra individual, e um segundo dispositivo usando uma placa de ferramenta (7), ambos os dispositivos sendo gerenciados por um controle digital único, O método para controle dessa máquina é caracterizado pelo fato de o controle digital prover a possibilidade de produção de uma peça básica de um componente por uma dobra individual no primeiro dispositivo, seguida por uma transferência do componente no segundo dispositivo para acabamento do componente, e/ou o controle digital prover a possibilidade de enformação de uma parte do componente no primeiro dispositivo e a enformação das partes remanescentes no segundo dispositivo, e/ou o controle digital prover a possibilidade de uso de cada máquina sozinha, e/ou o controle digital prover a possibilidade de uso de ambas as máquinas para a produção do mesmo componente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MAQUINA DE DOBRA DE FIO, COMBINANDO UM DISPOSITIVO DE ENFORMAÇÃO SEQUENCIAL E UM DISPOSITIVO QUE UTILIZA UMA PLACA DE FERRAMENTAS".

A presente invenção refere-se a um novo conceito de máquina de dobra de fio e seus processos de comando.

Atualmente, existem dois grandes tipos de máquinas de dobra de fio.

Um primeiro tipo de máquina trabalha de maneira seqüencial, dobra após dobra, utilizando ferramentas-padrão simples e econômicas, por exemplo, ferramentas denominadas "dobadoura", com eventualmente um dispositivo de rotação do fio permitindo realizar dobras em planos diferentes.

Esse tipo de máquina convém perfeitamente para enformar pe- quenas séries de peças, no plano da qualidade da enformação e no plano da rentabilidade e do custo por peça.

A título de exemplo, o pedido de patente EP 0 865 842 descreve uma máquina para enformação seqüencial com dois cabeçotes de dobra, esses dois cabeçotes não podendo trabalhar simultaneamente a mesma pe- ça, e uma transferência com o auxílio de um prensor é sempre necessária para trocar o cabeçote e realizar uma enformação plana. Essa máquina a- presenta os inconvenientes citados acima, a saber que ela convém unica- mente para produções com fracas cadências. Além disso, uma máquina pa- ra enformação seqüencial requer um processo de comando apto a progra- mar uma geometria.

Um segundo tipo de máquina automática de dobra permite en- formar uma peça com várias dobras sobre uma placa de ferramentas, cujas ferramentas são acionadas em tempo oculto para aumentar a produtividade e trabalhar à cadência elevada.

Essa máquina é comandada por comando digital e é descrita na patente européia EP 0 301 972.

Mais particularmente, trata-se de uma máquina de dobra de fio e de seu processo de comando, que é um processo apto a programar os mo- vimentos dos acionadores.

Essa máquina, em razão de seu custo, convém para a enforma- ção de peças em grandes séries.

As máquinas citadas acima não apresentam uma rentabilidade ótima para a enformação de médias séries de peças, com efeito, a máquina seqüencial trabalha à cadência muito fraca, e a máquina com placa de fer- ramentas representa um investimento importante. Nos dois casos, a incidên- cia e o custo por peça não otimizado para a uma fabricação em média série.

A título de ilustração dos problemas de produção encontrados, caso uma produção necessite de uma cadência de algumas peças por minu- to, por exemplo, de duas a três peças por minuto, o industrial se equipa, de preferência, com uma máquina de tipo seqüencial, e caso a produção de uma peça similar necessite de uma cadência elevada, por exemplo, 30 a 60 peças por minuto, o industrial se equipa com uma máquina com mesa de ferramentas. Ao contrário, se ele tiver de produzir uma peça a uma cadência intermediária, por exemplo, 10 a 12 peças por minuto, até mesmo 8 a 30 peças por minuto, ele não tem, na técnica anterior à sua disposição, máqui- nas que respondam à sua demanda por custos ótimos.

Não existe atualmente máquina que permita diminuir o custo por peça no caso de enformação em média série, e a presente invenção tem, portanto, por objetivo fornecer uma solução para esse problema.

A invenção consiste em uma máquina para a enformação auto- mática de peças por diferentes dobras feitas em um mesmo plano ou em planos diferentes, caracterizada pelo fato de comportar, em combinação, um primeiro dispositivo para realizar uma enformação seqüencial com ferramen- tas-padrão dobra por dobra, e um segundo dispositivo utilizando uma placa de ferramentas, os dois dispositivos sendo gerados por um comando digital único apto a programar, ao mesmo tempo, uma geometria e os movimentos de acionador para uma cadência média.

Trata-se bem de uma combinação de duas máquinas, pois, por um lado, as duas técnicas de enformação sempre estiveram em oposição, os processos de programação sendo diferentes um do outro, um sendo ba- seado em um comando digital da geometria de uma peça, o outro baseado em uma parametragem eletromecânica de carnes, pois, por outro lado, eles permitem otimizar a produção para uma enformação de médias séries, o que não é possível na técnica anterior, e pois enfim há supressão de um braço acionador para a substituição de cabeçotes, no caso de uma enformação plana.

De formas preferenciais, a máquina se caracteriza pelo fato de o primeiro dispositivo comportar pelo menos uma dobadoura e/ou pelo fato de comportar, além disso, pelo menos uma pinça giratória e/ou a placa de fer- ramentas podendo ser montada e acionada em um plano diferente do plano de enformação do primeiro dispositivo, e comportar, além disso, um disposi- tivo de transferência adaptado à mudança de plano.

Além disso, o processo de comando, de acordo com a invenção, se caracteriza pelo fato de o comando digital prever a possibilidade de reali- zar um esboço de uma peça, dobra por dobra, no primeiro dispositivo, de- pois transferir a peça sobre o segundo dispositivo de forma a terminar a pe- ça, e/ou o comando digital prever a possibilidade de enformar uma parte da peça sobre o primeiro dispositivo e enformar a ou as partes restantes sobre

O segundo dispositivo, e/ou o comando digital prever a possibilidade de utili- zar cada máquina sozinha, e/ou o comando digital prever a possibilidade de utilizar as duas máquinas para realizar a mesma peça.

Compreender-se-á melhor a invenção com o auxílio das figuras 1 e 2 anexadas que representam esquematicamente em vista frontal e em vista em corte, segundo AA, uma máquina conforme uma variante não Iimita- tiva da invenção.

Lembra-se também, com o auxílio das figuras 3 e 4 anexadas, o princípio de uma máquina numérica, segundo a patente européia EP 0 301 972 e seu processo de funcionamento.

A máquina representada nas figuras é uma combinação de uma máquina para enformação seqüencial (1) e de uma máquina de enformação sobre mesa equipada com uma placa de ferramentas (2), tal como descrito na patente EP 0 301 972 citada na introdução. No exemplo das figuras 1 a 2, a máquina seqüencial (1) compor- ta ferramentas-padrão, por exemplo dobadouras (3,4) móveis de acordo com dois eixos (x) e (y) para realizar dobras em um plano (x,y) e eventualmente uma pinça giratória (5), quando o perfil da peça necessitar de uma dobra em uma direção inclinada em relação ao plano (x,y).

Na variante das figuras 1 a 2, a segunda máquina dispõe de uma mesa (6) equipada com uma placa de ferramentas (7), cada ferramenta sendo móvel de forma autônoma e acionada mecanicamente por sistemas com tirantes, tais como (8) e não representados em detalhes nessas figuras, cada um comandado por um programa predeterminado de um comando digital (9).

Conforme explicado na patente submencionada, esse conjunto de ferramentas permite realizar peças complexas e/ou peças à cadência e- levada.

Na variante representada nas figuras, a placa de ferramentas (7) é posicionada no plano (x,y) de trabalho da primeira máquina, e o mesmo dispositivo de avanço de fio pode transferir diretamente o fio da primeira pa- ra a segunda máquina, nesse caso há, portanto, supressão de um meio de transferência.

Um mesmo comando digital gera as ferramentas das duas má- quinas, ele está, portanto, apto a programar ao mesmo tempo uma geome- tria e os acionadores da placa, o que permite combinar entre elas as etapas de programação.

De acordo com uma outra variante de realização não represen- tada, pode-se prever defasar os planos de enformação das duas máquinas conforme uma direção horizontal (z) e convém, nesse caso, prever um braço ou outro meio de transferência da peça do plano de enformação (x,y) da primeira máquina ao plano de enformação da mesa de ferramentas (7).

A combinação das duas máquinas tem, portanto, por vantagem facilitar a transferência das peças e sincronizar os movimentos das ferra- mentas das duas máquinas, essa sincronização sendo essencial para dimi- nuir os custos e otimizar a fabricação e para permitir uma cadência única de enformação sobre as duas máquinas, quando as etapas da enformação são repartidas sobre as duas máquinas.

O desenrolar da enformação de uma peça pode ocorrer confor- me várias combinações de programação que são escolhidas em função da complexidade do perfil a conseguir, do investimento em ferramentas especí- fico ou da cadência desejada:

1) pode-se, por exemplo, realizar um esboço, dobra por dobra, de peça sobre a primeira máquina (1), depois transferir a peça e efetuar as operações complexas, e/ou trabalhar à cadência elevada sobre a segunda máquina de forma a terminar a peça. Essa técnica vê, em particular, uma aplicação para enformações complexas (por exemplo, em caso de mudança de plano delicado, ou em caso de realização de circuitos fechados). A reali- zação de um esboço sobre a primeira máquina permite reduzir a complexi- dade das ferramentas da segunda máquina e, portanto, o custo global por peça;

2) pode-se também pensar em enformar uma parte da peça so- bre a primeira máquina (1) e finalizar a ou as partes restantes sobre a se- gunda máquina (2);

3) pode-se também utilizar cada máquina sozinha em função da necessidade. Por exemplo, para realizar protótipos, só a primeira máquina é utilizada ou para realizar certas peças imediatamente em grande série, é a segunda máquina que será a mais apropriada;

4) uma solução que utiliza as duas máquinas para a realização de uma mesma peça pode também ser considerada nos seguintes casos: aumento progressivo das cadências, produzir várias peças com uma parte comum (sobre placa de ferramentas) e uma parte específica (sobre doba- doura, por exemplo), peça cuja definição não é completamente detectada em uma parte ou evolução de uma peça inicialmente sobre placa de ferramentas.

Assim, uma máquina, de acordo com a invenção, apresenta uma grande flexibilidade de utilização e pode responder a todas as necessidades industriais da enformação de fio com a melhor otimização custo/cadência e/ou custo/complexidade da informação, e isto mesmo para cadências mé- dias, o que não era realizável antes.

Segundo essas técnicas, a peça pode ser cortada após a primei- ra enformação, após a transferência entre as duas máquinas ou após a se- gunda enformação; uma primeira enformação sobre a primeira máquina po- de ser feita sobre uma peça, enquanto a enformação final da peça preceden- te é feita sobre a segunda máquina, o que aumenta a produtividade.

Todas essas possibilidades de enformações são tornadas possí- veis porque as máquinas são comandadas juntas, elas concorrem, portanto, para tornar possível programas de enformação que não eram possíveis quando cada uma trabalhava separadamente na técnica anterior, e permitem também programar uma cadência única de enformação pelas duas máqui- nas quando as etapas da enformação são repartidas sobre as duas máquinas.

Lembra-se aqui o princípio de funcionamento de uma máquina com placa de ferramentas e seu processo de comando com o auxílio das figuras 3 e 4.

Uma máquina desse tipo compreende meios ativos, uma placa de trabalho, uma placa de ferramentas, tirantes e ferramentas, cujos meios ativos autônomos, independentes e solidarizados à placa de trabalho, acio- nam alavancas ligadas por tirantes às ferramentas montadas sobre a placa de ferramentas, os meios ativos sendo montados sobre o meio de translação comum por intermédio de um meio debreável, esses meios ativos (60,61,62,63) sendo movidos por motores elétricos sem escova (70), por intermédio de parafusos com esferas, e as alavancas (50,51,52,53) de acio- namento das ferramentas (21,22,23,24,25) sendo ligadas aos tirantes (30,31,32,33) por conexões (40,41,42,43) por uma de suas extremidades (513) e, por meio de translação, pela outra extremidade (511).

De forma preferencial, uma máquina desse tipo é caracterizada pelo fato de o meio de translação comum (45) dos meios ativos (60,61,62,63) ser um parafuso giratório (45) acionado por um motor (90): os meios debreáveis sendo semiporcas presas sobre esse mesmo parafuso. De forma preferencial, uma máquina desse tipo é caracterizada pelo fato de os meios ativos (60,61,62,63) serem, em posição debreada, fi- xados à placa de trabalho (1).

Além disso, seu processo de comando se caracteriza pelo fato de, após estudo dos movimentos de ferramentas, se introduzirem as coor- denadas dos pontos de ligação, se memorizarem as características dos mei- os ativos (60,61,62,63) e pelo fato de a unidade de tratamento calcular os pontos de acionamento teórico dos motores, de forma que as ferramentas trabalhem em tempo oculto.

De forma preferencial, esse processo considera a inércia do sis- tema para determinar os pontos reais de acionamento.

Além disso, de forma preferencial, a unidade de tratamento cal- cula os deslocamentos dos pontos de ligação quando são modificadas as características dos meios ativos (60,61,62,63) e/ou um dos valores das co- ordenadas dos pontos de ligação.

Enfim, de forma preferencial, os começos e os fins de disposição coincidem com os começos e os fins de ciclos.

O técnico poderá facilmente se reportar à descrição correspon- dente para se lembrar do funcionamento desse tipo de máquina, utilizando uma placa de ferramentas.

Claims (12)

1. Máquina para a enformação automática de peças por diferen- tes dobras feitas em um mesmo plano ou em planos diferentes, caracteriza- da pelo fato de comportar em combinação um primeiro dispositivo (1) para realizar uma enformação seqüencial com ferramentas-padrão, dobra por do- bra, e um segundo dispositivo utilizando uma placa de ferramentas (7), os dois dispositivos sendo gerados por um comando digital único para produzir peças a uma cadência de 8 a 30 peças por minuto.

2. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o primeiro dispositivo comportar pelo menos uma dobadoura (3 ou 4).

3. Máquina, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de comportar, além disso, pelo menos uma pinça giratória (5).

4. Máquina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de a placa de ferramentas poder ser montada e acionada em um plano diferente do plano de enformação (x,y) do primeiro dispositivo, e comportar, além disso, um dispositivo de transferência adapta- do à mudança de plano.

5. Máquina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de o dispositivo com placa de ferramentas com- preender meios ativos, uma placa de trabalho, uma placa de ferramentas, tirantes e ferramentas, cujos meios ativos autônomos, independentes e soli- darizados à placa de trabalho acionam alavancas ligadas por tirantes às fer- ramentas montadas sobre a placa de ferramentas, os meios ativos sendo montados sobre um meio de translação comum por intermédio de um meio debreável, esses meios ativos (60,61,62,63) sendo movidos por motores elétricos sem escova (70), por intermédio de parafusos com esferas, e as alavancas (50,51,52,53) de acionamento das ferramentas (21,22,23,24,25) sendo ligadas aos tirantes (30,31,32,33) por conexões (40,41,42,43) por uma de suas extremidades (513) e, por meio de translação, pela outra ex- tremidade (511).

6. Máquina, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de o meio de translação comum (45) dos meios ativos (60,61,62,63) ser um parafuso giratório (45) acionado por um motor (90): os meios debreáveis sendo semiporcas presas sobre esse mesmo parafuso.

7. Máquina, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de os meios ativos (60,61,62,63) serem, em posição debreada, fixados à placa de trabalho (1).

8. Processo de comando de uma máquina, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de um mes- mo comando digital sincronizar as ferramentas de duas máquinas.

9. Processo de comando de uma máquina, de acordo com a rei- vindicação 8, caracterizado pelo fato de o comando digital prever a possibili- dade de realizar um esboço de uma peça, dobra por dobra, sobre o primeiro dispositivo (1), depois transferir a peça sobre o segundo dispositivo (2), de forma a terminar a peça.

10. Processo de comando de uma máquina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de o co- mando digital prever a possibilidade de enformar uma parte da peça sobre o primeiro dispositivo (1) e enformar a ou as partes restantes sobre o segundo dispositivo (2).

11. Processo de comando de uma máquina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de o co- mando digital prever a possibilidade de utilizar cada máquina sozinha.

12. Processo de comando de uma máquina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de o co- mando digital prever a possibilidade de utilizar as duas máquinas para reali- zar a mesma peça.