BRPI1103004A2 - Máquina curvadora de tubos com sistema de carga automática e método para o carregamento automático de tubo sobre a cabeça curvadora de uma máquina de curvar tubos - Google Patents
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Abstract
MÁQUINA CURVADORA DE TUBOS COM SISTEMA DE CARGA AUTOMÁTICA E MÉTODO PARA O CARREGAMENTO AUTOMÁTICO DE TUBO SOBRE A CABEÇA CURVADORA DE UMA MÁQUINA DE CURVAR TUBOS A máquina (10) compreende: uma cabeça de dobra (14) móvel com pelo menos dois graus de liberdade em um plano vertical transversal; primeiros meios de direcionamento dispostos para mover a cabeça de dobra (14) no mencionado plano e para mover uma ferramenta (26) da cabeça de dobra (14) entre uma posição aberta, na qual define com um molde (24) da cabeça de dobra (14) um espaço livre adaptado para receber um tubo (1) a ser dobrado, e uma posição fechada, na qual grampeia o tubo (T) contra o molde (24); uma estrutura de condução de tubos (36) giratória em volta de um eixo de rotação (X2) perpendicular ao mencionado plano; segundos meios de direcionamento dispostos para causar a rotação da estrutura de condução de tubos (36) em volta do seu próprio eixo de rotação (X2); e uma unidade eletrônica de controle disposta para controlar os primeiro e segundo meios de direcionamento de forma a mover a cabeça de dobra (14) e a estrutura de condução de tubos (36) em uma posição tal que o tubo (T) seja recebido com uma orientação desejada no espaço livre entre o molde (24) e a ferramenta (26).
Description
Máquina curvadora de tubos com sistema de carga automática e método para o carregamento automático de tubo sobre a cabeça curvadora de uma máquina de
curvar tubos.
A presente invenção refere-se a uma máquina de dobrar 5 tubos que compreende uma cabeça de dobra e um sistema de carga automática disposto para carregar um tubo a ser dobrado sobre a cabeça de dobra. Segundo um aspecto adicional, a presente invenção refere-se a um método de carregamento automático de tubos sobre a cabeça de dobra de uma máquina de dobrar tubos.
Pretende-se que o termo “tubo” utilizado no relatório descritivo a seguir e nas reivindicações também se refira a qualquer outro padrão alongado, tal como uma barra ou seção em perfil. De forma similar, pretende-se que a expressão “máquina de dobrar tubos” também se refira a uma máquina disposta para dobrar qualquer outro padrão alongado, tal como uma barra ou seção em perfil.
Diferentes tipos de sistemas de carga automática para máquinas de dobrar tubos são disponíveis no mercado e, na sua forma mais simples e barata, consistem basicamente de um plano inclinado sobre o qual o tubo a ser dobrado é forçado a deslizar, em que o plano inclinado é equipado com membros de parada para suspender o movimento do tubo a ser dobrado. As máquinas de dobrar tubos equipadas com esses sistemas de carga automática são capazes de tomar um tubo posicionado sobre o plano inclinado e colocar o tubo trabalhado sobre o solo por meio de controle apropriado dos eixos de máquina. Nessas máquinas de dobrar tubos, a posição do tubo sobre o plano inclinado é conhecida em um plano vertical transversal (ou seja, em um plano vertical perpendicular à direção de alimentação do tubo ou direção longitudinal), por meio do quê a unidade de controle da máquina é capaz de determinar, com base em ,25 parâmetros geométricos apropriados da máquina, do tubo e do plano inclinado, o ponto exato onde posicionar uma ferramenta de carga (que pode ser a ferramenta de dobra normalmente presente sobre a cabeça de dobra da máquina ou uma ferramenta especialmente projetada com este propósito) para tomar o tubo a partir do plano inclinado. O tubo é disponibilizado em seguida para a cabeça de dobra em uma posição inicial, tal como a posição de parada no fundo do plano inclinado definido pelos membros de parada mencionados acima, e é movido em seguida pela cabeça de dobra diretamente a partir dessa posição inicial até uma posição final, onde pode ser grampeado por um grampo de tubo ou membro de grampeamento similar conduzido pelo corpo de máquina. Os sistemas de carga automática para máquinas de dobrar tubos disponíveis comercialmente funcionam bem com tubos com seção cruzada circular, mas não tão bem com tubos com seção cruzada não circular. No caso de tubos com seção cruzada não circular, existe, na verdade, o problema de orientação adequada do tubo com relação à ferramenta de carga, a fim de evitar lesões ao tubo resultantes do grampeamento do tubo com orientação errada entre as garras da ferramenta de carga ou entre a ferramenta de dobra e o molde. A fim de evitar esse problema, os sistemas de carga automática disponíveis atualmente no mercado necessitam de uma ferramenta de carga específica que pode ser orientada manualmente ou um encaixe de carga específico 5 projetado de forma a ter exatamente o mesmo ângulo existente entre a ferramenta de carga e o eixo do tubo a ser carregado, o que obviamente envolve problemas em termos de tempo e custos de instalação e montagem.
É, portanto, um objeto da presente invenção permitir também a carga automática de tubos com formato não circular sobre a cabeça de dobra de uma máquina de dobrar tubos.
Este e outros objetos são totalmente atingidos conforme um primeiro aspecto da presente invenção em virtude de uma máquina de dobrar tubos que possui as características definidas na reivindicação independente 1 e, conforme um aspecto adicional da presente invenção, em virtude de um método de carregamento 15 automático de tubos sobre a cabeça de dobra de uma máquina de dobrar tubos conforme definido na reivindicação independente 9.
Realizações vantajosas da presente invenção formam o objeto das reivindicações dependentes, cujo teor deve ser considerado parte integral e integrante do presente relatório descritivo.
Em resumo, a presente invenção é baseada na ideia de
fornecimento de uma máquina de dobrar tubos que compreende:
- uma cabeça de dobra que é móvel com pelo menos dois graus de liberdade em um plano vertical transversal (ou seja, em um plano vertical perpendicular à direção de alimentação do tubo), em que a cabeça de dobra é equipada com um encaixe de
,25 grampeamento adaptado para assumir uma posição aberta, na qual define um espaço livre para inserção de um tubo, e uma posição fechada, na qual grampeia o tubo inserido previamente nesse espaço livre;
- primeiros meios de direcionamento dispostos para mover a cabeça de dobra no plano vertical transversal e mover o encaixe de grampeamento entre as posições aberta e
fechada mencionadas acima;
- uma estrutura de condução de tubos montada de forma giratória em volta de um eixo de rotação perpendicular ao plano vertical transversal;
- segundos meios de direcionamento dispostos para causar a rotação da estrutura de condução de tubos em volta do seu próprio eixo de rotação entre uma posição inicial, na
qual a estrutura de condução de tubos é capaz de receber o tubo, e uma posição final; e
- uma unidade eletrônica de controle disposta para calcular uma posição inicial da cabeça de dobra e calcular a posição final mencionada acima da estrutura de condução de tubos, de tal forma que, com a cabeça de dobra na posição inicial calculada e com a estrutura de condução de tubos na posição final calculada, o tubo conduzido pela estrutura de condução de tubos é disposto com a orientação desejada, com relação ao encaixe de grampeamento da cabeça de dobra, no espaço livre definido por esse encaixe, e para controlar os mencionados primeiro e segundo meios de direcionamento 5 de forma a mover a cabeça de dobra no plano vertical transversal até que atinja a posição inicial calculada correspondente, de forma a causar a rotação da estrutura de condução de tubos em volta do seu próprio eixo de rotação a partir da posição^inicíal correspondente até a posição final calculada correspondente e de forma a causar o grampeamento do tubo pelo encaixe de grampeamento depois que a cabeça de dobra e 10 a estrutura de condução de tubos estiverem na posição inicial calculada e na posição final calculada, respectivamente.
Com os parâmetros geométricos da máquina, do sistema de carga e do tubo conhecidos, a unidade eletrônica de controle da máquina de dobrar tubos é capaz de definir a cada vez o trajeto da cabeça de dobra no plano vertical transversal e a rotação da estrutura de condução de tubos em volta do seu próprio eixo de rotação e, desta forma, controlar os meios de direcionamento correspondentes, por meio do quê, com a cabeça de dobra na posição inicial calculada correspondente e com a estrutura de condução de tubos na posição final calculada correspondente, o tubo conduzido pela estrutura de condução de tubos é disposto no espaço livre do encaixe de grampeamento da cabeça de dobra com a orientação desejada com relação ao encaixe de grampeamento e, portanto, pode ser grampeado corretamente por este último. Ao contrário do estado da técnica, o tubo não é movido diretamente, portanto, por meio da cabeça de dobra a partir da posição inicial até a posição final a bordo da máquina, mas sim é movido em primeiro lugar por meio da estrutura de condução de tubos da posição ,25 inicial até uma posição intermediária (correspondente à posição final calculada da estrutura de condução de tubos e à posição inicial calculada da cabeça de dobra) e movida em seguida por meio da cabeça de dobra da posição intermediária até a posição final a bordo da máquina. Embora as posições inicial e final do tubo sejam fixas, a posição intermediária é estabelecida periodicamente peía unidade eletrônica de controle. Com um sistema de carga conforme a presente invenção,
não são mais necessárias ferramentas especiais ou encaixes de carga adicionais para garantir a orientação desejada do tubo. Além disso, o tubo pode ser carregado automaticamente com máquinas de dobrar tubos capazes de realizar dobras à direita (ou seja, no sentido horário) e à esquerda (ou seja, no sentido anti-horário) ou com máquinas 35 de dobrar tubos capazes de realizar apenas um tipo de dobra, ou seja, apenas dobra à direita ou apenas dobra à esquerda.
Preferencialmente, o encaixe de grampeamento é formado pelo molde e pela ferramenta de dobra já presente sobre a cabeça de dobra. Não há, portanto, a necessidade de uso de um encaixe de grampeamento adicional.
Preferencialmente, os dois graus de liberdade da cabeça de dobra no plano vertical transversal são um grau de tradução de liberdade ao longo de uma direção horizontal e um grau de rotação de liberdade em volta de um eixo perpendicular ao plano vertical transversal.
Preferencialmente, a estrutura de condução de tubos é espaçada da cabeça de dobra em uma direção perpendicular ao plano vertical transversal, de forma a permitir o livre movimento da cabeça de dobra naquele plano sem risco de colisões com a mencionada estrutura. Neste particular, a estrutura de condução 10 de tubos é equipada com um dispositivo de alimentação disposto para mover o tubo conduzido pela estrutura de condução de tubos em direção à cabeça de dobra, de forma a permitir que a cabeça de dobra tome o tubo conduzido pela estrutura de condução de tubos quando esta última estiver na posição final calculada.
Características e vantagens adicionais da presente invenção surgirão mais claramente a partir da descrição detalhada a seguir, fornecida puramente como forma de exemplo não limitador com referência às figuras anexas, nas quais:
- a Figura 1 é uma vista em perspectiva que exibe uma máquina de dobrar tubos equipada com um sistema de carga automática conforme uma realização preferida da presente invenção;
2 0 - as Figuras 2 e 3 são vistas em elevação frontal que exibem, em escala ampliada, a máquina de dobrar tubos da Figura 1 na posição intermediária tomada pelo tubo durante a fase de carregamento, no caso de dobra à esquerda e no caso de dobra à direita, respectivamente;
- as Figuras 4 e 5 são vistas em elevação frontal que exibem em escala ampliada 2 5 adicional a máquina de dobrar tubos da Figura 1 na posição intermediária tomada por um
tubo com seção cruzada retangular durante a fase de carregamento, no caso de uma chamada "dobra para cima", ou seja, uma dobra com o eixo principal da seção cruzada retangular do tubo paralelo ao eixo de dobra (eixo do molde da cabeça de dobra) e, no caso de uma chamada "dobra depositada", com o eixo principal da seção cruzada retangular do tubo perpendicular ao eixo de dobra, respectivamente; e
- a Figura 6 é uma vista em elevação frontal que exibe, em escala ampliada, a estrutura de condução de tubos da máquina de dobrar tubos da Figura 1 na posição inicial, com um tubo com seção cruzada circular carregado sobre ele.
Com referência em primeiro lugar às Figuras 1 a 3, o algarismo 10 indica, de forma geral, uma máquina de dobrar tubos que, no presente caso, é capaz de realizar dobra à direita e dobra à esquerda, mas que poderá também ser uma máquina de dobrar tubos capaz de realizar apenas um desses dois tipos de dobra. A máquina de dobrar tubos 10 é substancialmente do tipo intrinsecamente conhecido. Ela não será descrita em detalhes, portanto, com referência a todas as suas partes, mas apenas aquelas partes que são de algum interesse para a presente invenção serão mencionadas e descritas. A máquina de dobrar tubos 10 compreende basicamente um corpo 12, sobre o qual é disposto um grampo de tubos 13 e uma cabeça de dobra 14 5 sustentada pelo corpo 12. A cabeça de dobra 14 é móvel com pelo menos dois graus de liberdade em um plano vertical transversal, ou seja, em um plano vertical perpendicular à direção de alimentação do tubo (ou direção longitudinal). No presente caso, a cabeça de dobra 14 é sustentada de forma giratória pelo corpo 12 em volta de um eixo de rotação X1 paralelo à direção longitudinal mencionada acima (ou seja, um eixo perpendicular ao 10 plano vertical transversal). Além disso, o corpo 12 é sustentado de forma deslizável por uma base 16 da máquina de dobrar tubos 10, de forma a traduzir-se ao longo de uma direção horizontal Y perpendicular ao eixo de rotação X1 (ou seja, uma direção que repousa no plano vertical transversal). No caso presente, os dois graus de liberdade da cabeça de dobra 14 são a rotação da cabeça de dobra 14 em volta do eixo de rotação X1 15 e a translação do corpo 12 e da cabeça de dobra 14 com ele na direção Y. Fica claro, entretanto, que podem ser concebidos outros tipos de movimento da cabeça de dobra 14 capazes de fornecer pelo menos dois graus de liberdade no plano vertical transversal. A cabeça de dobra 14 poderá ser movida, por exemplo, em duas direções perpendiculares que repousam no plano vertical transversal. Um braço de dobra 18 é montado de forma 20 giratória sobre a cabeça de dobra 14 em volta de um eixo de rotação Z perpendicular ao eixo de rotação X1. O braço de dobra 18 conduz, sobre lados diametralmente opostos do eixo de rotação X1, um primeiro encaixe de dobra 20 disposto para realizar dobra à direita e um segundo encaixe de dobra 22 disposto para realizar dobra à esquerda. Cada encaixe de dobra 20, 22 compreende um molde 24 que é giratório em volta do mesmo 25 eixo de rotação que o braço de dobra 18 (eixo de rotação Z) e uma ferramenta 26 que é montada de forma deslizável sobre o braço de dobra 18 ao longo de uma direção que passa através desse eixo e perpendicular a ele, de forma a ser móvel entre uma posição aberta (ou posição de carga e descarga), na qual um tubo T a ser trabalhado pode ser inserido no espaço entre o molde 24 e a ferramenta 26 ou um tubo trabalhado T pode ser 30 ejetado daquele espaço e uma posição fechada (ou posição de trabalho), na qual um tubo T a ser trabalhado é grampeado pela ferramenta 26 contra o molde 24. A descrição a seguir referir-se-á ao caso em que o molde 24 e a ferramenta 26 do encaixe de dobra são utilizados como encaixes de grampeamento para carregar o tubo sobre a cabeça de dobra, mas a presente invenção pode claramente ser aplicada igualmente bem ao caso 35 de uma máquina de dobrar tubos cuja cabeça de dobra é equipada com um encaixe de grampeamento adicional, que é separado do encaixe de dobra e compreende, por exemplo, um par de garras de grampeamento móveis entre si entre uma posição aberta, na qual definem um espaço livre para inserção de um tubo, e uma posição fechada, na qual grampeiam o tubo previamente inserido naquele espaço.
A máquina de dobrar tubos 10 também é equipada com primeiros meios de direcionamento dispostos para mover as partes da máquina mencionadas acima e, portanto, mover particularmente a cabeça de dobra 14 no plano 5 vertical transversal por meio de controle da rotação da cabeça de dobra 14 em volta do eixo de rotação X1 e da translação do corpo 12 ao longo da direção Y, bem como uma unidade eletrônica de controle disposta para controlar os mencionados primeiros meios de direcionamento conforme lógica operacional programável apropriada. Os primeiros meios de direcionamento e a unidade eletrônica de controle são do tipo intrinsecamente 10 conhecido e, portanto, não serão descritos em detalhes adicionais.
Novamente com referência às Figuras 1 a 3, a máquina de dobrar tubos 10 compreende adicionalmente um dispositivo de carga, indicado de forma geral como 28. O dispositivo de carga 28 é disposto sobre um lado da máquina com relação a um plano vertical que passa através do eixo do grampo de tubo 13 (direção de 15 alimentação do tubo). No exemplo ilustrado, o dispositivo de carga 28 é disposto sobre o lado esquerdo da máquina de dobrar tubos 10 (com relação à direção de alimentação de tubos), mas poderá também ser disposto sobre o lado oposto da máquina. Além disso, o dispositivo de carga 28 é convenientemente espaçado da cabeça de dobra 14 na direção longitudinal, ou seja, em uma direção perpendicular ao plano vertical transversal, de 20 forma a evitar o risco de contato da cabeça de dobra contra o dispositivo de carga durante o seu movimento no plano vertical transversal. De forma conhecida, o dispositivo de carga 28 compreende um quadro de sustentação 30 e um plano inclinado 32 sustentado pelo quadro de sustentação 30 e que possui uma inclinação tal que permite a colocação de um tubo T sobre ele para movimento para baixo por gravidade perto da í25 cabeça de dobra 14 da máquina de dobrar tubos 10. O dispositivo de carga 28 é equipado com membros de parada 34 para suspender o movimento do tubo T no fundo do plano inclinado 32.
Segundo a presente invenção, a máquina de dobrar tubos 10 compreende adicionalmente uma estrutura de condução de tubos 36 disposta para 30 receber a cada vez um tubo T do dispositivo de carga 28 (no exemplo ilustrado, disposta para receber a cada vez um tubo T no fundo do plano inclinado 32) e movê-lo em direção à cabeça de dobra 14 da máquina de dobrar tubos 10 causando a sua rotação em volta de um eixo X2 perpendicular ao plano vertical transversal (desta forma, no presente caso, um eixo de rotação paralelo ao eixo de rotação X1 da cabeça de dobra 14), de forma a 35 colocá-lo em uma posição tal que possa ser tomado pela cabeça de dobra 14. No exemplo ilustrado, a estrutura de condução de tubos 36 consiste de pelo menos dois braços ou alavancas sustentados de forma giratória pelo quadro de sustentação 30 em volta do eixo de rotação X2. Cada braço possui, em uma de suas partes de extremidades livres (ou seja, em uma parte oposta à parte na qual o braço é articulado ao quadro de sustentação 30), um assento 38 adaptado para receber um tubo T e um membro de trava (não exibido por ser do tipo intrinsecamente conhecido) móvel entre uma posição aberta, na qual o tubo T pode ser inserido no assento 38 e dele retirado, e uma posição fechada, 5 na qual o tubo é travado no interior do assento, O assento 38 é definido, por exemplo, por um par de lados retos dispostos em um ângulo reto.
A estrutura de condução de tubos 36 é preferencialmente equipada com um cilindro 40 (Figura 1) disposto de forma a forçar o tubo T na direção longitudinal para a cabeça de dobra 14, de forma a permitir o grampeamento do tubo pelo 10 encaixe de grampeamento conduzido pela cabeça de dobra. No lugar de cilindro, poderse-á naturalmente utilizar qualquer outro tipo de dispositivo de acionamento linear adaptado para causar o movimento do tubo T em direção à cabeça de dobra 14.
O dispositivo de carga 28 equipado com o plano inclinado 32 poderá também ser substituído por qualquer outro tipo de dispositivo adaptado para 15 colocação a cada vez de um tubo T a ser dobrado sobre a estrutura de condução de tubos 36. O dispositivo de carga poderá até ser omitido e, nesse caso, a operação de colocação do tubo a ser dobrado sobre a estrutura de condução de tubos seria realizada manualmente por um operador.
Segundos meios de direcionamento (do tipo intrinsecamente 20 conhecido e, portanto, não descritos em detalhes adicionais) são associados à estrutura de condução de tubos 36 e são dispostos para causar a rotação da estrutura de condução de tubos em volta do eixo de rotação X2 entre uma posição inicial, na qual a estrutura de condução de tubos é capaz de receber um tubo T, e uma posição final e mover os membros de trava da estrutura de condução de tubos entre as posições aberta '25 e fechada mencionadas acima.
Além disso, os segundos meios de direcionamento (associados à estrutura de condução de tubos 36), além dos primeiros meios de direcionamento (associados ao corpo 12 e á cabeça de dobra 14 da máquina de dobrar tubos 10), são controlados pela unidade eletrônica de controle da máquina de dobrar 30 tubos. Neste particular, segundo a presente invenção, a unidade eletrônica de controle da máquina de dobrar tubos 10 é disposta para calcular, com base em parâmetros geométricos apropriados da própria máquina, da estrutura de condução de tubos 36, do dispositivo de carga 28 (se houver) e do tubo T a ser trabalhado, a posição final da estrutura de condução de tubos 36 e uma posição inicial da cabeça de dobra 14 no plano
vertical transversal, de tal forma que, com a estrutura de condução de tubos 36 na mencionada posição final e com a cabeça de dobra 14 na mencionada posição inicial, o tubo T conduzido pela estrutura de condução de tubos 36 é colocado no espaço livre definido pelo encaixe de grampeamento da cabeça de dobra 14 (na realização ilustrada, o espaço livre existente entre a ferramenta 26 e o molde 24), com o encaixe de grampeamento na posição aberta, e pode ser travado pelo encaixe de grampeamento a ser tomado pela cabeça de dobra 14 e trazido por este último em uma posição final a bordo da máquina a ser grampeada neste ponto pelo grampo de tubo 13. Os movimentos 5 da área de dobra 14 e da estrutura de condução de tubos 36 são calculados pela unidade eletrônica de controle da máquina de dobrar tubos 10, de forma a garantir que o tubo T seja posicionado no espaço livre definido pelo encaixe de grampeamento {espaço livre entre o molde 24 e a ferramenta 26) com a orientação desejada e possa ser grampeado em seguida entre esses dois componentes do encaixe de grampeamento sem risco de 10 danos. Neste particular, pretende-se que a expressão “orientação desejada", em vista da presente invenção, com referência a uma orientação da estrutura de condução de tubos
36 (e, portanto, do tubo T por ela conduzido) com relação à cabeça de dobra 14 no plano vertical transversal, de tal forma que o perfil da seção cruzada do tubo T forme um dado ângulo com os perfis das superfícies de contato dos dois componentes do encaixe de 15 grampeamento (o molde 24 e a ferramenta 26, no caso de uso do encaixe de dobra como encaixe de grampeamento, ou das garras de grampeamento, no caso de uso de um encaixe de grampeamento adicional). Após o cálculo dos movimentos a serem impostos à cabeça de dobra 14 e à estrutura de condução de tubos 36, a unidade eletrônica de controle controla adequadamente os primeiro e segundo meios de direcionamento, a fim 20 de obter os movimentos desejados. O movimento da cabeça de dobra 14 e o movimento da estrutura de condução de tubos 36 podem ter lugar seqüencialmente (em primeiro lugar, o movimento da cabeça de dobra 14 e, em seguida, o movimento da estrutura de condução de tubos 36 ou vice-versa) ou ao menos parcialmente de forma simultânea.
Uma máquina de dobrar tubos equipada com um sistema de carga automática conforme a presente invenção permite, portanto, a colocação a cada vez de um tubo a ser dobrado com a orientação desejada sobre a cabeça de dobra, independentemente da forma da seção cruzada do tubo e sem a necessidade do uso de ferramentas especiais ou encaixes de carga. Neste particular, as Figuras 2 e 3 demonstram como a presente invenção permite o carregamento de um tubo T sobre a cabeça de dobra 14 da máquina de dobrar tubos 10, tanto na configuração de dobra à direita, caso em que o tubo T é colocado entre o molde 24 e a ferramenta 26 do primeiro encaixe de dobra 20 (Figura 3), quanto na configuração de dobra à esquerda, caso em que o tubo T é colocado entre o molde 24 e a ferramenta 26 do segundo encaixe de dobra 22 (Figura 2). Além disso, como se pode observar nas Figuras 4 e 5, no caso de um tubo T com seção cruzada retangular, o tubo pode ser carregado automaticamente sobre a cabeça de dobra 14, sem a necessidade de ferramentas especiais ou encaixes de carga, ambos na chamada configuração de “dobra para cima” (Figura 4) e na configuração de "dobra para baixo" (Figura 5). Por fim, a Figura 6 exibe o uso da estrutura de condução de tubos 36 para carregar um tubo T que possui uma seção cruzada circular e, particularmente, a disposição do tubo em contato com os dois lados retos perpendiculares do assento 38 de cada um dos braços da estrutura de condução de 5 tubos. A estrutura de condução de tubos 36 é exibida na Figura 6 na posição inicial na qual é disposta de tal forma que os assentos 38 fiquem de frente para o plano inclinado 32 do dispositivo de carga 28 e o tubo T pode, portanto, deslizar para baixo por gravidade nos assentos 38 mediante liberação dos membros de parada 34 que travam o tubo T no fundo do plano inclinado. A partir dessa posição inicial, o segundo meio de 10 direcionamento causa a rotação da estrutura de condução de tubos 36 em um dado ângulo, que é adequadamente calculado pela unidade eletrônica de controle da máquina de dobrar tubos 10, até que o tubo atinja a posição final correspondente (tal como a posição exibida nas Figuras 2 a 4), calculada de tal forma que o tubo T seja colocado entre o molde 24 e a ferramenta 26 da cabeça de dobra 14 e possa ser grampeado, 15 portanto, entre eles. No caso de um tubo com seção cruzada circular, a presente invenção convenientemente permite considerar a orientação de orifícios, esferas de soldagem ou outros trabalhos que podem estar presentes sobre o tubo.
O carregamento automático de um tubo T sobre a cabeça de dobra 14 da máquina de dobrar tubos 10 é conduzido, portanto, com as etapas a seguir:
- a estrutura de condução de tubos 36 é posicionada na posição inicial de forma a ficar pronta para receber um tubo T nos assentos correspondentes 38, em que o tubo é suspenso, por exemplo, por meio dos membros de parada 34 no fundo do plano inclinado 32 do dispositivo de carga 28;
-os membros de parada 34 no fundo do plano inclinado 32 do dispositivo de carga 28 são liberados de forma a causar a queda do tubo T, ou melhor o seu deslizamento, para os assentos 38 da estrutura de condução de tubos ou, alternativamente, o tubo T é carregado manualmente sobre a estrutura de condução de tubos 36;
- o tubo T é travado nos assentos 38 da estrutura de condução de tubos 36 por meio dos membros de trava deste último;
- a unidade eletrônica de controle da máquina de dobrar tubos 10 calcula a posição final da estrutura de condução de tubos 36 e a posição inicia! da cabeça de dobra 14, de tal forma que o tubo T seja colocado com a orientação desejada no espaço livre entre o molde 24 e a ferramenta 26 do encaixe de dobra 20 ou 22 (dependendo da necessidade
de realização pela máquina de uma dobra à direita ou uma dobra à esquerda, respectivamente) da cabeça de dobra 14 e possa, portanto ser grampeado entre o molde e a ferramenta;
- os segundos meios de direcionamento são operados de forma a causar a rotação da estrutura de condução de tubos 36 em volta do eixo de rotação X2 até que ela atinja a posição final calculada pela unidade eletrônica de controle;
- o tubo T é movido em direção à cabeça de dobra 14, por exemplo, por meio do cilindro 40;
- os primeiros meios de direcionamento são operados de forma a mover a cabeça de dobra 14 no plano vertical transversal até que atinja a posição inicial calculada pela unidade eletrônica de controle;
- o tubo T é grampeado entre o molde 24 e a ferramenta 26 do encaixe de dobra 20 ou 22 da cabeça de dobra 14;
- os membros de trava da estrutura de condução de tubos 36 são trazidos de volta para a posição aberta de forma a permitir que o tubo T deixe os assentos 38;
- a estrutura de condução de tubos 36 é trazida de volta para a posição inicial ou, em qualquer caso, para uma posição não operativa de forma a evitar o contato com a cabeça de dobra 14 durante a dobra do tubo T; e
- a cabeça de dobra 14 é movida pelo primeiro meio de direcionamento para uma posição final na qual permite que o grampo de tubo 13 grampeie o tubo T, a fim de permitir o início da operação de dobra.
O carregamento do tubo compreende, portanto, uma primeira etapa na qual o tubo é movido por meio de rotação da estrutura de condução de 2 0 tubos em volta do seu próprio eixo de rotação a partir da posição inicial correspondente até a posição final correspondente calculada pela unidade eletrônica de controle, a partir da posição inicial correspondente (tal como a posição de parada no fundo do plano inclinado, se houver) até uma posição intermediária correspondente e uma segunda etapa na qual o tubo é movido por meio da cabeça de dobra da posição intermediária 25 correspondente até uma posição final correspondente a ser grampeada pelo grampo de tubos.
À luz da descrição acima, as vantagens que podem ser obtidas com uma máquina de dobrar tubos equipada com um sistema de carga automática conforme a presente invenção são evidentes.
Em primeiro lugar, o tubo a ser dobrado pode ser
posicionado sobre a cabeça de dobra da máquina de dobrar tubos com a orientação desejada sem necessidade de adição de uma ferramenta especial ou encaixe de carga. A presente invenção permite o carregamento automático de um tubo sobre uma máquina capaz de realizar os dois tipos de dobra, ou seja, dobra à direita e dobra à esquerda e 35 sobre uma máquina capaz de realizar apenas um tipo de dobra. No caso de um tubo com seção cruzada retangular, o tubo pode ser carregado automaticamente para dobra na configuração de "dobra para cima” e na configuração de “dobra para baixo”, também sem a necessidade de uma ferramenta especial ou encaixe de carga. A presente invenção permite considerar automaticamente, por meio de cálculo antecipado dos movimentos da estrutura de condução de tubos e da cabeça de ligação, possíveis alterações dos parâmetros geométricos da cabeça de dobra, da estrutura de condução de tubos e/ou do tubo a ser carregado, bem como possíveis alterações na orientação de orifícios ou esferas de soldagem presentes sobre o tubo a ser carregado.
Naturalmente, desde que o princípio da presente invenção permaneça inalterado, as realizações e os detalhes de construção podem variar amplamente com relação aos descritos e ilustrados puramente como forma de exemplo não limitador.
Claims (10)
1. Máquina de dobrar tubos (10) para dobra de tubos (T) ou modelos alongados similares, tais como seções e barras em perfil, caracterizada pelo fato em que a máquina (10) compreende: uma cabeça de dobra (14) móvel com pelo menos dois graus de liberdade em um plano vertical transversal, em que a cabeça de dobra (14) é equipada com um encaixe de grampeamento (20, 22, 24, 26) capaz de assumir alternativamente uma posição aberta, na qual define um espaço livre tal como para permitir a dobra de um tubo (T) para inserção no seu interior e uma posição fechada, na qual grampeia o tubo (T) previamente inserido no mencionado espaço livre; - primeiros meios de direcionamento dispostos para mover a cabeça de dobra (14) no mencionado plano vertical transversal e mover o encaixe de grampeamento (20, 22, 24, 26) entre as mencionadas posições aberta e fechada; - uma estrutura de condução de tubos (36) montada de forma giratória em volta de um primeiro eixo de rotação (X2) perpendicular ao mencionado plano vertical transversal; - segundos meios de direcionamento dispostos a girar a estrutura de condução de tubos (36) em volta do mencionado primeiro eixo de rotação (X2) entre uma posição inicial, em que a estrutura de condução de tubos (36) é capaz de receber o tubo (T) e uma posição final; e - uma unidade eletrônica de controle disposta para calcular uma posição inicial da cabeça de dobra (14) e uma posição final da estrutura de condução de tubos (36), de tal forma que o tubo (T) conduzido pela estrutura de condução de tubos (36) é disposto com uma orientação desejada no espaço livre do encaixe de grampeamento (20, 22, 24, 26) e controlar os mencionados primeiro e segundo meios de direcionamento de forma a mover a cabeça de dobra (14) no mencionado plano vertical transversal até que atinjam a posição inicial calculada correspondente, de forma a causar a rotação da estrutura de condução de tubos (36) em volta do mencionado primeiro eixo de rotação (X2) a partir da posição inicial correspondente até a posição final calculada correspondente e de forma a causar o grampeamento do tubo (T) pelo encaixe de grampeamento (20, 22, 24, 26) depois que a cabeça de dobra (14) e a estrutura de condução de tubos (36) estiverem nas posições inicial e final calculadas, respectivamente.
2. Máquina de dobrar tubos conforme a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um corpo (12) sobre o qual a cabeça de dobra (14) é montada de forma giratória em volta de um segundo eixo de rotação (X1) paralelo ao mencionado primeiro eixo de rotação (X2), em que o corpo (12) é capaz de traduzir ao longo de uma direção horizontal (Y) perpendicular aos mencionados primeiro e segundo eixos de rotação (Χ1, X2).
3. Máquina de dobrar tubos conforme qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a cabeça de dobra (14) conduz um encaixe de dobra (20, 22) que inclui um molde (24) e uma ferramenta (26) móvel com relação ao molde (24) e em que o encaixe de grampeamento (20, 22, 24, 26) é formado pelo encaixe de dobra (20, 22), por meio do quê o mencionado espaço livre é definido entre o molde (24) e a ferramenta (26) do encaixe de dobra (20, 22).
4. Máquina de dobrar tubos conforme a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a cabeça de dobra (14) conduz dois encaixes de dobra (20, 22), cada um dos quais compreende um molde (24) e uma ferramenta (26) e é disposto para conduzir uma operação de dobra à direita e uma operação de dobra à esquerda, em que os mencionados primeiros meios de direcionamento são dispostos para trazer um dos encaixes de grampeamento (20, 22) para a posição inicial calculada de forma a grampear o tubo (T) conduzido pela estrutura de condução de tubos (36) entre o molde (24) e a ferramenta (26) daquele encaixe de dobra (20, 22).
5. Máquina de dobrar tubos conforme qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a estrutura de condução de tubos (36) compreende pelo menos um par de braços giratórios em volta do mencionado primeiro eixo de rotação (X2), em que cada braço contém em uma de suas partes de extremidade livre um assento (38) para recebimento de um tubo (T).
6. Máquina de dobrar tubos conforme a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que cada braço da estrutura de condução de tubos (36) compreende um membro de trava que é móvel entre uma posição aberta, na qual permite a inserção do tubo (T) no assento (38) e a retirada do assento (38) e uma posição fechada, na qual trava o tubo (T) no interior do assento (38).
7. Máquina de dobrar tubos conforme qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um dispositivo de carga (28) disposto para carregar um tubo (T) sobre a estrutura de condução de tubos (36) quando esta última estiver na posição inicial, em que o dispositivo de carga (28) compreende um plano inclinado (32) cuja inclinação é tal que permite a queda de um tubo (T) disposto sobre ele em direção à estrutura de condução de tubos (36).
8. Máquina de dobrar tubos conforme qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a estrutura de condução de tubos (36) é espaçada do plano vertical transversal, de forma a não interferir com o movimento da cabeça de dobra (14) no mencionado plano, e é equipada com meios de alimentação (40) dispostos para forçar o tubo (T) em direção à cabeça de dobra (14).
9. Método de carregamento automático de um tubo (T) ou modelo alongado similar, tal como uma seção em perfil ou uma barra, sobre uma cabeça de dobra (14) de uma máquina de dobrar tubos (10), em que a mencionada cabeça de dobra (14) é móvel com pelo menos dois graus de liberdade em um plano vertical transversal e equipado com um encaixe de grampeamento (20, 22, 24, 26) que seja capaz de assumir alternativamente uma posição aberta, na qual define um espaço livre tal a permitir a dobra de um tubo (T) a ser inserido no seu interior, e uma posição fechada, na qual grampeia o tubo (T) previamente inserido no mencionado espaço livre; caracterizado pelo fato em que o método compreende as etapas de: a. disposição e trava do tubo (T) sobre uma estrutura de condução de tubos (36) que é giratória em volta de um eixo de rotação (X2) perpendicular ao mencionado plano vertical transversal; b. rotação da estrutura de condução de tubos (36) em volta do mencionado eixo de rotação (X2) e movimentação da cabeça de dobra (14) no mencionado plano vertical transversal até que atinja uma posição tal que o tubo (T) seja colocado com a orientação desejada no espaço livre definido pelo encaixe de grampeamento (20, 22, 24,26); c. grampeamento do tubo (T) por meio do encaixe de grampeamento (20,22, 24, 26) da cabeça de dobra (14); d. desencaixe do tubo (T) da estrutura de condução de tubos (36); e e. movimentação do tubo (T) por meio da cabeça de dobra (14) em uma posição tal que possa ser grampeado por meios de grampeamento (13) conduzidos por um corpo (12) da máquina de dobrar tubos (10).
10. Método conforme a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente, entre as etapas (b) e (c), a etapa de forçar o tubo (T) em direção à cabeça de dobra (14) e, entre as etapas (d) e (e), a etapa de movimentação da estrutura de condução de tubos (36) para longe da cabeça de dobra (14) em uma posição tal que não interfira com esta última.
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