BRPI0802520A2 - cabeça de manuseio suspensa para sustentar ferramentas - Google Patents
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Abstract
Cabeça de manuseio suspensa para sustentar ferramentas. Trata-se de uma cabeça de manuseio de ferramenta suspensa que compreende um ou mais carros (3) que correm longitudinalmente (eixo X) sobre as primeiras guias (2) horizontais paralelas sobre um quadro (1) de base; ao menos uma coluna (7) engasta sobre cada um de ditos carros (3), a qual compreende as segundas guias (8) verticais (eixo Z) paralelas, frontais e 1 ou posteriores, onde correm um ou mais carros (9), cada um provido com as terceiras guias (12) horizontais (eixo Y), que correm de modo transversal, para uma ou mais barras (13) que suportam, tanto diretamente quanto por mesas giratórias (28), cabeças (30) de extremidade fixas ou rotativas, para sustentar ferramentas (14,14').
Description
Cabeça de manuseio suspensa para sustentar ferramentas.
A presente invenção refere-se a uma cabeça de manuseiosuspensa para sustentar ferramentas.
É fato conhecido que para conduzir apropriadamenteprocessos particulares e seqüenciais sobre múltiplas superfícies, tais como, por exemplo:furos fendas, entalhes, chanfros e assemelhados para superfície ou através deprocessos sobre barras metálicas de secção aberta, com secção tubular ou pré-posicionada e / ou fechada com secção sólida de qualquer tipo, no presente, há que serecorrer ao uso de máquinas de múltiplas ferramentas para funções específicas oumáquinas do tipo de um robô, com o uso de relativamente altos custos e meios: noprimeifo caso porque são requeridas máquinas múltiplas e mais trabalho, e, no segundocaso porque máquinas do tipo robótico são muito custosas e de longa amortização, ecostumeiramente inadequadas para usos específicos.
O objetivo desta invenção é o de eliminar as desvantagensacima por uma cabeça de manuseio suspensa para sustentar ferramentas caracterizadade acordo com o que é reivindicado na reivindicação 1. Mais outras e vantajosasexecuções são definidas nas reivindicações dependentes.
Em particular, as vantagens conseguidas por esta invençãoessencialmente consistem no que, sobre um único quadro de base, que pode serdisposto direto, voltado para cima ou mesmo orientado na direção vertical e / ou inclinadasobre máquinas para alimentar barras "com secção" em geral, baseado sobre os meiospara alimentar e guiar as partes mecânicas a serem tratadas, é possível conduzirdiferentes processos, dispor um òu mais grupos de operação projetados para condução,sobre as mesma partes mecânicas, de processos independentes e diferentes, tanto deacõrcto com os três eixos cartesianos (X), (Y), (Z) convencionais como de acordo commovimentos angulares suspensos e / ou giratórios, usando diferentes tipos deferramenta, tal como: cabeças de plasma e / ou laser; cabeças de corte por água,cabeças de percussão para fazer gravação mecânica, cabeças de marcação com tintapara código de barras, para números, pára letras, para alfa - numéricos, cabeças decontrole e outras. Uma outra vantagem consiste no que os movimentos de acordo comos três eixos cartesianos (X), (Y), (Z) convencionais como de acordo com orientaçõesangulares e / ou suspensão rotativa são produzidos tanto com motores independentescomo também com motores combinados, pára dois ou mais movimentos projetados parasimplificar e / ou tornar todas as operações mais autônomas e racionais.
A invenção é descrita em detalhe, de acordo comconfigurações providas como um exemplo não limltativo, com referência nos desenhosanexos, onde:
- as Figuras 1 e 2 mostram vistas em perspectiva frontal e posterior de uma primeiraversão de uma cabeça de manuseio tri-dimensional com somente duas colunas dispostase correndo sobre um único quadro de base, de acordo com a invenção;
- as Figuras 3 e 4 mostram vistas frontal e posterior da mesma cabeça das fig. 1 e 2;
- as Figuras 5 e 6 mostram vistas em perspectiva frontal e posterior de uma segundaversão de uma cabeça de manuseio tri-dimensional com somente duas colunas dispostas
e correndo sobre um único quadro de base, dé acordo com a invenção;
- a Figura 7 mostra uma vista global, em perspectiva, dé uma terceira versão da cabeçatri-dimensional e suspensa, com motores independentes, com somente duas colunasopostas dispostas e correndo sobre um único quadro de base;
- a Figura 8 mostra a vista em perspectiva, parcialmente dissecada, de uma barra desuporte transversal para uma cabeça para sustentar ferramenta montada sobre umamesa giratória com movimentos de extremidade angulares ou giratórios;
- as Figuras 9 e 10 mostram vistas, lateral e em planta, da mesma barra transversal dafig. 8;
- a Figura 11 mostra o detalhe de um motor diferente da barra transversal da fig. 8;
- a Figura 12 mostra o detalhe de uma ferramenta diferente aplicada à cabeça parasustentar ferramenta, e
-a Figura 13 mostra exemplos diferentes de processos sobre componentes mecânicostubulares que podem ser conduzidos sobre três eixos cartesianos (X), (Y), (Z) e commovimentos de extremidade angulares ou rotativos, por ferramentas dispostas sobre ascabeças de manuseio de acordo co a invenção.
Com referência nas figuras de 1 a 4, uma primeiraconfiguração da cabeça de operação com movimento tri-dimensional é composta de umquadro de base (1) que suporta guias (2) horizontais paralelas, sobre as quais os carros(3) podem correr em direção longitudinal (eixo X), por exemplo, por cremalheiras (4)laterais engastando em pinhões (5) associados à ao menos um motor (Mx) comacionamento (6) transversal.
Ditos carros (3) suportam colunas (7) sobre as quais sãodispostas guias verticais (8), as quais podem ser dispostas na frente, como indicado nasfiguras, e / ou também na parte de trás (eixo Z) onde os carros (9) correm movidos por aomenos um motor (Mz), por exemplo, por acionamentos (10) e transmissões (11).
Por sua vez, ditos carros (9) compreendem guias horizontais(12) correndo transversalmente (eixo Y) sobre os quais acionamentos (15), transmissões(16) e acoplamentos (17) do tipo cremalheira-pinhão das barras (13) que suportamcabeças (14) para sustentar ferramenta móveis, por exemplo, movidas por motores (My
13.). As unidades de controle de operação (18) das cabeças (14) para sustentarferramentas fixas são dispostas sobre as barras (13), associadas a unidadescomputadorizadas (não mostradas).Com referência nas fig. 5 e 6, uma segunda configuração dacabeça de operação com movimento tri-dimensional consiste no que sobre ditas guias (2)horizontais paralelas de dito quadro (1) de base ditos carros (3) se movem com corridalongitudinal (eixo X) associados um com o outro por um carro (19) transversal, com motor(Mx) com transmissão (20) transversal, dual, e acoplamentos (21) cremalheira compinhão. As guias (12') correndo paralelas horizontais e ortogonais (eixo Y) são dispostassobre dito carro (19) transversal para um par de carros (9') movidos com um único motor(My) lateral e transmissão de correia (22). As guias verticais são dispostas sobre ditoscarros (9') onde as guias (8') de colunas (7') são engastadas de modo deslizante (eixo Z),movidas por motores (Mz 1) e (Mz 2), por exemplo por acoplamentos (23) tipocremalheira e pinhão.
Ditas cabeças para sustentar ferramenta fixas (14) e ascorrespondentes unidades de controle de operação (18) são dispostas sobre as colunas(7'), associadas a unidades computadorizadas (não mostradas).
Deve ser notado que nas configurações acima descritas, ascabeças (14) para sustentar ferramenta são do tipo fixo, em qualquer caso elas podemser do tipo oscilante e giratório na direção suspensa, como indicado na descriçãoseguinte.
Sempre com referência nas configurações mostradas nasfig. de 1 a 6, e com referência na fig. 7, um ou mais carros (3) podem ser posicionadossobre as guias (20) horizontais paralelas do quadro (1) de base, com possibilidade decorrida na direção longitudinal (eixo X)< providos com meios de transmissão controladospor motores (Mx).
Mais precisamente, um (direito ou esquerdo), dois (laterais e/ ou opostos), ou mais carros (30) podem operar sobre o mesmo quadro de base (1), emmaneira independente ou combinada, de acordo com motores correspondentes oumotores independentemente manobrados, e mesmo para diferentes operações.
De modo semelhante, cada um dos carros (3) é projetadopara resistir uma ou mais colunas (7), sobre as quais estão dispostas as guias (8)verticais (eixo Z) frontais e / óu posteriores, para a corrida de um ou mais carros (9),movidos por meios de transmissão (10) e controlados por motores independentes oumotores combinados (My) de acordo com a operação de cada coluna.
Por sua vez, cada um de ditos carros (9) compreende asguias (12) para a corrida transversal (eixo Y) onde se move uma barra (13) transversal.
Por exemplo, o movimento de translação da barra (13)transversal é obtido tanto por ao menos um acoplamento (16) de correia plana oudentada que transmite o movimento a um pinhão (12') acoplado a uma cremalheira (17)integrada à própria barra, como pelo acoplamento direto de dito motor (My) com ditopinhão (12'), através de uma transmissão (12") com engrenagens - fig. 11.
Na configuração da fig. 7, onde a cabeça de operação émostrada em mais uma sua configuração diferente com movimento tri-dimensional esuspenso; e com motores substancialmente independentes, é provido um eixo mecânicode acionamento (25) dentro da barra (13), preferentemente mas não de modo limitativocontrolado, em rotação, por um motor (26) de retorno independente, sobre a suaextremidade frontal (27), suportado por rolamentos, uma mesa giratória (28) quadrada échaveada, a qual suporta, por exemplo, um motor independente (29), sobre o eixo onde échaveada uma cabeça rotativa (30) para sustentar ferramentas (14, 14').
Em uma configuração diferente (não mostrada), dito eixomecânico de acionamento (25), o qual controla dita mesa giratória quadrada (28) emrotação, pode ser feito no tipo tubular para possibilitar a passagem, nele, de caboselétricos para o controle de dito motor (29) ou também os cabos de alimentação e / outubos para gás e ar ou o que seja requisitado para operar as ferramentas (14, 14').
A base dã mesa giratória (28) quadrada para acoplamentocom o eixo mecânico de acionamento (25) tem uma inclinação particular (a) adequadapara garantir que o bico de trabalho ou ponto (32) das ferramentas intercambiáveisusadas esteja sempre em perfeito alinhamento (33) em modo co - axial com o eixo derotação dó mesmo eixo mecânico de acionamento (25).
Shimes (34) intercambiáveis podem ser inseridos entre ditamesa giratória quadrada (28) e dito suporte (30) para garantir a citada qualidade co - axial(33), sem relação com o tipo de ferramenta (14, 14') intercambiável e / ou docomprimento da extensão da ferramenta.
Para ferramentas especiais é também possível o uso demesas giratórias quadradas (28) em si intercambiáveis.
Em resumo, a cabeça de manuseio suspensa como descritae mostrada nas configurações acima e nas versões possíveis de transmissão e / oumodificações formais, garante total operação suspensa não só tri-dimensional nosignificado tradicional, mas também no sentido de movimentos de oscilação e / ou derotação da mesa giratória quadrada (28) e das cabeças (30) com sua orientação própria,e correspondentes ferramentas (14, 14') de acordo com qualquer posição desejada,baseada sobre o processo a ser conduzido sobre as superfícies, mesmo as superfíciesperiféricas, dos corpos pré - posicionados com secção quadrangular, retangular, poligonalou circular, sólidos e / ou tubulares.
Finalmente, é notado que o movimento de ditos carros (3),de ditas colunas (7), de ditos carros (9), de ditas barras (13), de ditas mesas giratórias deextremidade (28) e de ditas cabeças (30) de sustentação de ferramenta pode serrealizado por engrenagens de acionamento convencionais, tais como: unidades deredução motoras, atuadores, motores lineares, pistões hidráulicos, transmissõesangulares, cabos flexíveis, acoplamentos com cremalheira (4, 17) e engastes ou pinhões(5, 12'), acoplamentos (16) de correia dentada ou plana, acoplamentos de engrenagem eacasalamento, adequadas para qualquer requisito funcional específico.
Como um exemplo, é feita referência nos desenhos da fig.16 para processos que podem ser conduzidos nos elementos: quadrado (35),quadrangular (36), redondo, ou qualquer tubular poligonal.
Claims (14)
1. Cabeça de manuseio suspensa pára sustentarferramentas, caracterizada pelo fato de compreender um ou mais carros (3) que corremlongitudinalmente (eixo X) sobre as primeiras guias (2) horizontais paralelas dispostassobre um único quadro (1) de base; ao menos uma coluna (7) sendo engastada sobrecada um de ditos carros (3), a qual compreende as segundas guias (8, 8') verticais (eixoZ) paralelas, frontais e / ou posteriores, onde correm um ou mais carros (9, 9'), onde sãodispostas as terceiras guias (12, 12') horizontais (eixo Y), que correm de modotransversal, para as barras (13) que suportam, cada uma delas, tanto diretamente quantopor mesas giratórias (28) intercambiáveis, cabeças (30) de extremidade fixas ou rotativas,para sustentar ferramentas (14, 14').
2. Cabeça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de ditas guias (2) horizontais longitudinais orientadas na direção de um eixocartesiano (X) serem dispostas nos lados paralelos de um quadro (1) de base e seremadequadas para moverem um ou mais carros (3) por ao menos um motor (Mx) e meiosde transmissão (4, 5, 6); ditos carros (3) sendo independentes ou associados a uma peçatransversal (19) comunitária por meios de transmissão (20, 21) e sendo capazes deoperar um (direito ou esquerdo), dois (aó lado ou os opostos), ou mais, de maneiraindependente ou combinada de acordo com ditos motores e mesmo pára operaçõesdiferentes.
3. Cabeça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de ditas guias (8) serem dispostas sobre ditas colunas verticais (7) integradascom ditos carros (3) e serem adequadas para a corrida vertical (Z) de ditos carros (9)providos com guias (12) horizontais para o suporte e corrida (Y) de ditas barras desuporte (13) para ditas cabeças (14) de manuseio de ferramenta, tais corridas sendomanobradas por motores (Mz, My) e meios de transmissão (10, 11, 15, 16); enquantoditas guias (8') dos carros (9') serem adequadas para a corrida vertical de acionamentopor motor (My), e com transmissões (22), das colunas (7'), e ditos carros (9') sendocorridos sobre guias (12') dispostas sobre dita peça transversal (19) com movimentomanobrado pelos motores (Mz1, Mz2).
4. Cabeça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de ditas guias (12) para corrida transversal (Y) para ditas barras (13) parasuportar cabeças que sustentam ferramenta serem dispostas sobre carros (9) commotores (My) e transmissões (16), e correrem sobre guias (8) verticais dispostas sobreditas colunas (7) verticais.
5. Cabeça, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesde 1 a 4, caracterizada pelo fato do movimento de ditos carros (3), de ditas colunas (7,-7'), de ditos carros (9, 9'), de ditas barras (13), de ditas mesas giratórias (28) e de ditascabeças (30) que sustentam ferramenta, poder ser executado por caixas de câmbio deacionamento convencional tais como: unidades de redução de motor, atuadores, motoreslineares, pistões hidráulicos, transmissões angulares, cabos flexíveis, acoplamentos tipocremalheira (4, 17) e engastes ou pinhões (5, 12'), acoplamentos (16) de correia plana oudentada, acoplamentos de engrenagem e de acasalamento, adequados para qualquerrequisito funcional específico.
6. Cabeça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de um ou mais carros (3) estarem correndo e poderem ser posicionados emdireção longitudinal sobre as guias (2) horizontais paralelas de dito quadro (1) de base,provido com meios de transmissão controlados por motores (Mx) independentes oucombinados; ditos carros (3) serem capazes de operar um (direito, ou esquerdo), dois (aolado ou opostos), ou mais, em uma maneira independente ou combinada, de acordo comditos motores e mesmo para operações diferentes; ditos carros (3) ainda serem o suportede ao menos uma de ditas colunas (7) compreendendo ditas guias (8) verticais paralelasfrontais e / ou posteriores para a corrida de ao menos um de ditos carros (9).
7. Cabeça, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesde 1 a 6, caracterizada pelo fato do movimento de translação de dita barra transversal(13) correndo em ditas guias (12) de dito ao menos um carro (9) ser obtido por um motorindependente (My) e um acoplamento (16) de correia plana ou dentada que transmite omovimento a um pinhão (12') acoplado a uma cremalheira (17) integrada a dita barra(13).
8. Cabeça, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesde 1 a 7, caracterizada pelo fato do movimento de translação de dita barra transversal(13) correndo em ditas guias (12) de dito ao menos um carro (9) ser obtido peloacoplamento direto de dito motor (My) a dito pinhão (17'), através de uma transmissão(12") com engrenagens.
9. Cabeça, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesde 1 a 8, caracterizada pelo fato da rotação de dita mesa giratória (28) ser gerada porum eixo mecânico (25), disposto dentro de dita barra transversal (130, suportado nafrente por rolamentos e controlado em rotação por um motor (26) independente; sobredita mesa giratória (28) sendo suportado um motor (29) independente que gira ditacabeça (30 que sustenta as ferramentas (14, 14') ; entre dita mesa giratória (28) e ditosuporte (30) havendo inseridos cunhas (34) (ditos como "shimes") intercambiáveisbaseadas no tipo e / ou no comprimento da extensão das ferramentas usadas.
10. Cabeça, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 9, caracterizada pelo fato de dito eixo mecânico (25), que controlaa rotação de dita mesa giratória (28), é do tipo tubular e por onde passam os caboselétricos para controlar dito motor (29) e / ou os cabos e / ou tubos para alimentação degás ou ar para a operação de ditas ferramentas (14, 14').
11. Cabeça, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 10, caracterizada pelo fato da base de dita mesa giratória (28)quadrada, para acoplar com dito eixo (25) de acionamento, ter uma inclinação (a)adequada para, de modo coaxial alinhar o bico ou ponto de trabalho (32) de ditasferramentas intercambiáveis (14, 14') com o eixo (33) de rotação de dito eixo (25).
12. Cabeça, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 11, caracterizada pelo fato do movimento de ditos carros (3), deditas colunas (7, 7'), de ditos carros (9, 9'), de ditas barras (13), de ditas extremidadescom mesas giratórias (28) e de ditas cabeças (30) para sustentar ferramenta poder serexecutado por aparelhos de acionamento convencional, tais como: unidades de reduçãode motor, atuadores, motores lineares, pistões hidráulicos, transmissões angulares,cabos flexíveis, acoplamentos do tipo de cremalheira (4, 17) e engastes (5, 17') oupinhões, acoplamentos de correia (10, 16) plana ou dentada engrenada e acoplamentosacasalados, adequados para qualquer requisito funcional específico.
13. Cabeça, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 12, caracterizada pelo fato de operar, dispondo de modosuspenso, ditas ferramentas (14, 14'), tais como cabeças de plasma e / ou laser, cabeçasde corte por água, cabeças de percussão para fazer gravação mecânica, cabeças demarcação com tinta para código de barras, para números, para letras, para alfa -numéricos, cabeças de controle e outras, nas posições desejadas, de acordo com oprocesso a ser conduzido sobre as superfícies periféricas de corpos pré - posicionadoscom secção quadrangular, retangular, poligonal ou circular, sólidos e / ou tubulares.
14. Cabeça, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1a 13, caracterizada pelo fato de ser aplicável a máquinas paraalimentar barras "de seção" em geral, com disposição direta ou voltada para cima, verticalou inclinada, de acordo com o ajuste das unidades de alimentação e / óü dos produtos aserem tratados.
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