ES2223252B1 - Dispositivo para medir la densidad de las piezas ceramicas. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para medir la densidad de las piezas cerámicas, que comprende un elevador para una pila de tacos cerámicos, cuyo ascenso viene controlado por un sistema automático detector y posicionador de un taco cerámico a nivel de la bancada, para ser desplazado por un empujador de conformación especial, para actuar en vacío como calibre, el cual traslada el taco desde la pila hasta el campo de acción de unos sensores ópticos de láser, que inciden sobre las dos caras del taco, para efectuar una medición precisa de su volumen, cuyos datos son procesados por un ordenador central y a cuya salida el taco es empujado hasta una balanza electrónica para la medición de su masa, mientras que el empujador retrocede hasta su posición inicial.

Description

Dispositivo para medir la densidad de las piezas cerámicas.

La presente invención se refiere a un dispositivo para medir la densidad de las piezas cerámicas en crudo, durante su proceso de fabricación, cuya función a la que se destina es la de dar a conocer de forma precisa y rápida, la compactación del material cerámico en las piezas moldeadas, ya sean baldosas, azulejos, zócalos o similares, y así modificar la cantidad de material y/o distribución del mismo, en los lugares requeridos de la pieza, para que durante las operaciones de secado y cocción, no se produzcan grietas, se deformen, o pierdan su resistencia mecánica.

El dispositivo para la medición de densidades, parte de una serie de tacos cerámicos, o pequeños trozos, que han sido cortados de forma automática o manual de una o varias piezas moldeadas de material cerámico, previa a su cocción o secado, para comprobar el comportamiento y resistencia de dichas piezas.

La invención presenta la particularidad de comprender, un elevador para una pila de tacos cerámicos, cuyo ascenso viene controlado por un sistema automático detector y posicionador del taco cerámico, que asegura la alimentación unitaria del primer taco superior de la pila a la bancada, para su medición.

En dicho posicionamiento del taco cerámico en el plano de la bancada, coadyuva un empujador de conformación especial, para actuar en vacío como calibre o referencia para la medición del volumen de los tacos cerámicos, el cual traslada el taco desde la pila hasta el campo de acción de unos sensores ópticos de láser, que inciden sobre las dos caras del taco, a su paso controlado, para efectuar una medición precisa de su volumen, cuyos datos son procesados por un ordenador central.

A la salida de los sensores láser, el taco cerámico, cuyo volumen se ha medido, será empujado hasta una balanza electrónica para la medición de su masa y envía los resultados al procesador central, que calcula la densidad del taco mediante la relación existente entre la masa y el volumen procesados de dicho taco.

Entre tanto, el empujador retrocederá hasta su posición inicial, para empezar un nuevo ciclo de trabajo, con el siguiente taco de la pila.

El proceso de trabajo del dispositivo, se realiza de forma continuada y sucesiva hasta calcular las densidades de todos los tacos seleccionados de un número determinado de piezas.

Dichos valores de las densidades de los trozos o tacos de una pieza cerámica, calculados en el procesador central, así como el valor promedio de la densidad de la pieza, son trasladados a un impresora que marca los datos obtenidos en una banda de papel o tique.

En el estado actual de la técnica destinada a la fabricación de piezas cerámicas, son conocidos diversos procedimientos para la medición de la densidad de las piezas, a partir de los tacos cerámicos en los que han sido troceadas dichas piezas, que van desde los sistemas más convencionales realizados con técnicas de laboratorio, hasta los más sofisticados empleando medidores de volumen neumáticos o transductores ultrasónicos que detectan los ecos que tiene la pieza, los cuales a través de sistemas digitalizados y programas de ordenador adecuados, se transforman en valores de densidades de la pieza.

Las técnicas de laboratorio, cuyo resultado del cálculo de las densidades resulta digno de crédito, tienen el inconveniente de tratarse de sistemas de medición manual, lo que exige un mayor tiempo y energía en su cálculo, así como el empleo de productos químicos peligrosos y de mano de obra especializada para su realización, mientras que los sistemas automáticos de medición de volumen por presión neumática o con ultrasonidos, resultan más rápidos en su ejecución y sin uso de materias insalubres, pero requieren un ajuste más complejo de sus elementos mecánicos, para que el resultado obtenido sea más preciso.

Para paliar dichos inconvenientes, la presente invención, ofrece un dispositivo para medir la densidad de las piezas cerámicas, que incorpora medios automáticos para la alimentación y empuje de un taco cerámico, que es desplazado de forma controlada hasta un medidor de volumen de rayos láser y un medidor electrónico de la masa, cuyos datos obtenidos, son procesados por un ordenador central, para el cálculo de la densidad de cada trozo seleccionado de una pieza cerámica, lo que determina un ahorro de tiempo y energía en el cálculo de la densidad, sin menoscabo de la fiabilidad del resultado, que es mucho más preciso, que el obtenido por otros métodos automáticos.

Para tal efecto el dispositivo para medir la densidad de las piezas cerámicas, se caracteriza esencialmente porque comprende un elevador de una pila de tacos cerámicos, controlado por una fotobarrera, combinada con la actuación de un pistón, que sitúa el taco superior de la pila, en el plano de la bancada para ser desplazado linealmente por un empujador-calibrador.

Dicho empujador, queda guiado por un lateral de la bancada para el desplazamiento del taco, hasta el campo de acción de al menos dos sensores ópticos de láser, situados ventajosamente enfrentados por encima y debajo de la bancada, para que los haces de luz incidan transversalmente sobre las dos caras del taco a medir, para cuyo efecto la bancada comporta una abertura para la incidencia del láser inferior en la base del taco, que es desplazado por la bancada paso a paso, para la medición milimétrica de su volumen, cuyos datos son emitidos a un procesador
central.

El taco a la salida de la zona de láser sigue siendo empujado hasta llegar a una balanza electrónica para la medición de su peso, del que es informado el procesador central, mientras tanto el empujador retrocede a su posición inicial, para empezar un nuevo ciclo de trabajo, con el siguiente taco de la pila.

Asimismo la invención se caracteriza porque la fotobarrera, que controla el ascenso del elevador, está situada a nivel del plano de la bancada, para detectar la superficie vista del taco superior de la pila, en cuyo momento es detenido el elevador para la actuación de un pistón que desplaza frontalmente el taco hasta dejar parcialmente descubierta la superficie vista del taco inmediato inferior de la pila, al objeto de ser detectado por la fotobarrera en el ascenso del elevador, en cuyo momento el taco superior estará a nivel de la bancada para que pueda actuar el empujador.

Igualmente la invención se caracteriza esencialmente porque el empujador presenta su superficie y su base escalonadas, cuyos escalones están a una altura milimétrica predeterminada con respecto al plano de la bancada de nivel cero, mientras que las superficies de dichos escalones están a su vez milimetradas en correlación con los pasos de avance del empujador, en la zona de los sensores láser, de forma que al pasar el empujador en vacío, actúa de calibre o referencia del taco a medir, en el inicio de la prueba.

Las características del dispositivo para medir la densidad de las piezas cerámicas, cuyo registro se solicita, han sido estudiadas, tanto en orden a satisfacer las exigencias del consumidor como a la resolución de necesidades planificadas de producción, obteniendo, a un tiempo, simplicidad en su proceso fabril y notable abaratamiento en los costes de fabricación.

Para mayor comprensión de lo hasta ahora expuesto, se acompaña a la presente memoria descriptiva de un juego de dibujos en los que se muestra el objeto de la invención, sin que deba entenderse que la representación gráfica aludida constituya una limitación de las características peculiares de esta solicitud.

Figura 1ª.- Muestra una vista esquemática en alzado lateral del dispositivo para medir la densidad de la piezas cerámicas. En ella se observa que comprende un elevador que soporta a una pila de tacos cerámicos a medir, el cual elevador está controlado por la actuación de una fotobarrera nivelada con la bancada y por un pistón lateral, que sitúan al taco superior a nivel de la bancada para ser desplazado por un empujador guiado en un lateral de la bancada y arrastrado por unas cadenas movidas por poleas y accionadas por un motor paso a paso. En la zona media de la bancada se observa dos sensores ópticos de láser para la medición del volumen de un cuerpo sólido, uno por encima de la bancada y otro por debajo, que inciden sus rayos sobre una ventana o abertura de la bancada, por donde pasará el taco cerámico a medir. En prolongación lineal de la zona de los sensores ópticos láser, se encuentra una balanza para el peso del
taco.

Figura 2ª.- Ilustra un detalle del elevador de tacos cerámicos del dispositivo para medir las densidades de las piezas cerámicas. En ella se observa una pequeña plataforma elevadora que soporta a una pila de tacos, cuya superficie del primer taco ha sido detectada por una fotobarrera situada a nivel de la bancada, en cuyo instante se para el elevador y actúa un pistón lateral que desplaza el primer taco hacia una cavidad de la guía. Cuando el primer taco está desplazado la fotobarrera no detecta la superficie y el elevador se pone de nuevo en movimiento ascendente, hasta que la superficie del segundo taco de la pila es detectada por la fotobarrera, en cuyo momento se para de nuevo el elevador, quedando el primer taco a nivel de la bancada.

Figura 3ª.- Representa una vista en perspectiva del empujador-calibrador del dispositivo para medir las densidades de las piezas cerámicas. En ella se observa que el elemento empujador es una pieza con su superficie y su base escalonadas a distintas alturas con respecto al plano de la bancada, siendo las alturas de la base negativas al incidir el láser inferior, mientras que la superficie de dichos escalones están divididos transversalmente a distancias milimétricas en correspondencia con los pasos de avance del empujador, en la zona de los sensores láser.

A continuación se exponen y enumeran los distintos componentes que integran el dispositivo para medir la compactación y grueso de piezas cerámicas de la invención.

Observando la figura primera y segunda se aprecia que el dispositivo para medir la densidad de las piezas cerámicas, está constituido por un elevador (1) de una pila de tacos cerámicos (2), controlado por una fotobarrera (3) situada a nivel de la bancada (4) y con la intermediación de un pistón lateral (5).

El dispositivo comprende un elemento empujador (6), del taco superior (7) de la pila de tacos, que se desplaza por la bancada (4), mediante el movimiento lineal de arrastre que recibe el empujador de una cadena lateral (8), que mueven las poleas extremas (9), accionadas por un motor paso a paso, no representado.

En una zona de la bancada queda situado por encima de la bancada un sensor óptico de láser (10), que queda enfrentado a otro sensor óptico de láser (11), situado por debajo de la bancada.

La bancada en dicha zona comporta una abertura o ventana (12) para la incidencia del láser inferior en la base del taco.

A la salida de la zona de los sensores láser y en prolongación lineal con el recorrido del empujador existe una balanza electrónica (13) para la medición del peso del taco cerámico.

Asimismo, en la figura tercera se observa que el empujador (7) está configurado con varias superficies escalonadas a distintas alturas (h_{1}), (h_{2}), (h_{3}), etc. con respecto a la bancada, así como comporta en su base otros escalonamientos que determinan las alturas negativas (h_{4}), (h_{5}), etc.

A su vez, las superficies escalonadas del empujador se encuentran divididas en pasos milimétricos (d_{1}), que mantienen correspondencia con los pasos de avance del empujador en la zona de los sensores láser.

Todo ello está dispuesto de forma que el dispositivo para medir la densidad de las piezas cerámicas troceadas selectivamente en tacos cerámicos, comprende un alimentador de los tacos, conformado por un elevador (1), sobre el que se dispone una pila de tacos cerámicos (2), cuyo ascenso del elevador se encuentra regulado por una fotobarrera (3), que detecta la superficie del primer taco (7) de la pila de tacos.

Cuando el primer taco (7) es detectado, el elevador se detiene en espera de la actuación del pistón lateral (5), cuya actuación desplaza a dicho taco de la pila hacia una cavidad lateral de la guía, dejando al descubierto parcialmente al taco inmediato inferior.

El desplazamiento del primer taco (7) hacia un lateral, determina que la fotobarrera no detecte la superficie del taco, lo que provoca que se ponga en funcionamiento el elevador (1) hasta que la superficie del taco inmediato inferior es detectada, parándose el elevador.

En el instante de la parada del elevador, el primer taco (7), se encontrará a nivel de la bancada (4) y en disposición de ser desplazado por el empujador-calibrador (6).

Puesto en funcionamiento el empujador (6) a través de la cadena de arrastre (8) movida por las poleas extremas (9) y accionada por un motor paso a paso, el empujador moverá a al taco cerámico (7) desplazándolo por la bancada (4) hasta el campo de acción de los sensores ópticos láser (10) y (11).

Estos sensores láser situados enfrentados por encima y por debajo de la bancada, inciden sus rayos transversalmente sobre la cara superior y sobre base del taco cerámico, para lo cual la bancada presenta una ventana (12) para el paso de los rayos del láser inferior.

De esta manera sensores ópticos láser captaran en sectores milimétricos muy precisos, las depresiones o salientes superficiales del taco por sus dos caras, que serán tratadas en el procesador central, dando un volumen muy preciso del taco.

A la salida de la zona de láser el taco será empujado hasta la balanza electrónica (13) que medirá su peso y del que será informado el ordenador central.

Conocido el volumen y el peso del taco, el procesador calculará la densidad del taco cerámico, que será conocida por el usuario mediante un tique impreso.

La invención ha previsto que el empujador actúe como elemento calibrador de los sensores láser en vacío, para lo cual presenta su superficie a distintas alturas (h_{1}), (h_{2}), (h_{3}), etc. y su base a las diversas alturas negativas (h_{4}), (h_{5}), etc., con respecto a la bancada de nivel cero, para que sirva de referencia para las alturas superficiales que se van a encontrar en las dos caras del taco cerámico a medir.

Asimismo esas alturas superficiales se van a detectar en sectores o cuadrículas conformadas por las divisiones o pasos (d_{1}), determinados en la superficie de cada escalón del empujador y en los pasos de recorrido de la pieza por la zona de los láser que están en correspondencia.

Esta determinación de la altura superficial de los tacos cerámicos por cuadrículas o sectores milimétricos pequeños, determina una gran precisión en el cálculo del volumen del taco cerámico.

Claims (3)

1. Dispositivo para medir la densidad de las piezas cerámicas, que son troceadas en pequeños tacos, por las zonas donde van a sufrir una mayor deformación durante el secado y la cocción, caracterizado esencialmente porque comprende un elevador de una pila de tacos cerámicos, controlado por una fotobarrera, combinada con la actuación de un pistón, que sitúa el taco superior de la pila, en el plano de la bancada para ser desplazado linealmente por un empujador-calibrador, guiado por un lateral de la bancada para el desplazamiento del taco hasta el campo de acción de al menos dos sensores ópticos láser, situados enfrentados por encima y debajo de la bancada, para que los haces de luz incidan transversalmente sobre las dos caras del taco a medir, para cuyo efecto la bancada comporta una abertura o ventana para la incidencia del láser inferior en la base del taco, que es desplazado por el empujador paso a paso, para la medición milimétrica de su volumen cuyos datos son emitidos a un procesador central, y de cuya salida el taco es empujado hasta una balanza electrónica para la medición de su peso, del que se informa al procesador, mientras que el empujador retrocede a su posición inicial para empezar un nuevo ciclo de trabajo.

2. Dispositivo para medir la densidad de las piezas cerámicas, según reivindicación primera caracterizado esencialmente porque la fotobarrera está situada a nivel del plano de la bancada, para detectar la superficie vista del taco superior de la pila, en cuyo momento es detenido el elevador para la actuación de un pistón que desplaza frontalmente el taco hasta dejar parcialmente al descubierto la superficie vista del taco inmediato inferior de la pila, al objeto de ser detectado por la fotobarrera en el ascenso del elevador, en cuyo instante el taco superior estará a nivel de la bancada para que pueda actuar el empujador.

3. Dispositivo para medir la densidad de las piezas cerámicas, según reivindicación primera, caracterizado esencialmente porque el empujador presenta su superficie y su base escalonadas, cuyos diversos escalones están a una altura milimétrica predeterminada con respecto al plano de la bancada de nivel cero, mientras que las superficies de dichos escalones están a su vez milimetrados en correspondencia con los pasos de avance del empujador, en la zona de los sensores ópticos láser, de forma que al pasar el empujador en vacío, actúa de calibre o referencia del taco a medir, en el inicio de la prueba.