ES2300370T3 - Metodo para el montaje de un aparato de medicion de longitudes y un aparato de medicion de longitudes correspondiente. - Google Patents

Metodo para el montaje de un aparato de medicion de longitudes y un aparato de medicion de longitudes correspondiente. Download PDF

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Abstract

Un método para el montaje de un aparato de medición de longitudes (1) en un soporte (2), en el que - el aparato de medición de longitudes (1), en una primera etapa de montaje, forma una unión de rozamiento adhesiva con la superficie de soporte, donde al menos un elemento de montaje (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5) genera una fuerza de atracción magnética o una fuerza de atracción que se produce por una presión negativa entre el soporte (2) y el aparato de medición de longitudes (1), y esta fuerza de atracción está dimensionada de tal manera que la correspondiente fuerza de rozamiento garantiza una capacidad de desplazamiento del aparato de medición de longitudes (1), - en una segunda etapa de montaje se ajustan la posición y la dirección del aparato de medición de longitudes (1) de tal manera que su orientación presenta una desviación lo suficientemente pequeña, en el sentido del resultado de medición de longitudes, con respecto a la dirección teórica, - en una tercera etapa de montaje, el aparato de medición de longitudes (1) se une de manera no desplazable con su soporte (2).

Description

Método para el montaje de un aparato de medición de longitudes y un aparato de medición de longitudes correspondiente.
La invención se refiere a un método para el montaje de un aparato de medición de longitudes y al propio aparato de medición de longitudes correspondiente.
Los aparatos de medición de longitudes de este tipo sirven, a modo de ejemplo, como aparatos de medición de desplazamiento lineales en la técnica de automatización o para dispositivos de comprobación. En muchos casos, los aparatos de medición de longitudes también se utilizan en máquinas-herramienta. En las mismas, se tiene que medir la posición del carro con respecto a la bancada de la máquina con gran exactitud. Con este propósito, por ejemplo, se atornilla de manera firme la cubierta que contiene el cuerpo de medición a la bancada de la máquina y se une la unidad de exploración del aparato de medición de longitudes con el carro móvil de la máquina-herramienta.
A menudo, los aparatos de medición de longitudes se suministran como unidades premontadas, es decir, que la escala de medición y la unidad de exploración móvil a lo largo de la dirección de medición se encuentran juntas en una cubierta. Los aparatos de medición de longitudes con esta construcción se denominan aparatos de medición de longitudes cerrados o encapsulados. Sin embargo, también existen los denominados aparatos de medición de longitudes abiertos, en los que se suministran de manera separada la unidad de exploración y la escala de medición.
En ambos casos, la cubierta o la escala de medición se tienen que orientar y fijar con un paralelismo lo más exacto posible con respecto a la dirección de medición sobre el soporte, por ejemplo, en una máquina-herramienta.
En lo sucesivo, con aparato de medición de longitudes se quiere decir tanto un aparato de medición de longitudes cerrado como uno abierto. Con la invención, por tanto, se puede orientar y montar bien solamente una escala de medición o bien una escala de medición con una unidad de exploración o una escala de medición en una cubierta y una unidad de exploración alojada en la misma.
Por la constante mejora de la exactitud de medición de tales aparatos de medición de longitudes, cada vez es más compleja una exactitud de montaje correspondientemente adaptada con respecto a su orientación con la técnica convencional. Actualmente son muy habituales las exactitudes de medición de \pm 5 \mum o menos en aparatos de medición de longitudes de este tipo. La complejidad temporal para el ajuste correspondientemente exacto de los aparatos durante los trabajos de montaje, por ejemplo, en máquinas-herramienta, por tanto, es relativamente alta. Además de esto, el propio proceso de montaje o ajuste es muy difícil para un único operario, particularmente con aparatos de medición de longitudes de mayor longitud.
En el documento DE 19914311 A1 se describen un método y un dispositivo que deben servir para el montaje de una escala de medición o de un soporte de escala de medición sobre una parte correspondiente de la máquina. Para evitar un contacto adhesivo no deseado antes de terminar la orientación de la escala de medición, en este documento se propusieron separadores, de manera que la escala de medición se pudiera orientar de manera definitiva antes de que se pusiera en contacto con su capa situada por debajo.
En el documento DE 3715908 C2 se fija una escala de medición flexible con sujeciones magnéticas o ventosas a un cuerpo que se tiene que medir. Esta fijación que se puede desmontar de manera relativamente sencilla también se utiliza durante el propio proceso de medición. En esta invención es desventajoso que de este modo no sea posible una fijación precisa permanente de la escala de medición.
Lo mismo se aplica para la Solicitud Publicada de Patente EP 0922927 A2, en la que se proporciona para el proceso de medición una fijación magnética en el cuerpo que se tiene que medir. Tampoco en este caso se pone en contacto la escala de medición de longitudes de manera permanente con el cuerpo de medición y se dan requerimientos relativamente bajos a las precisiones de medición.
La invención tiene el objetivo de indicar un método para el montaje de un aparato de medición de longitudes con el que sea posible una orientación sencilla y precisa del aparato de medición de longitudes o de la escala de medición sobre su soporte. Además se debe indicar un aparato de medición de longitudes que se caracterice por un manejo sencillo y una utilización universal.
El objetivo se resuelve mediante un método de acuerdo con la reivindicación 1 y un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6.
Se indican configuraciones ventajosas en las reivindicaciones dependientes.
Para simplificar el montaje se usan los denominados elementos de montaje que ejercen una fuerza de atracción entre el aparato de medición de longitudes y el soporte, a modo de ejemplo, la bancada de una máquina-herramienta. Para el caso de que dicha superficie de soporte se disponga de manera vertical, se obtiene una fuerza de rozamiento adhesiva que se corresponde al producto de fuerza de atracción y el correspondiente coeficiente de rozamiento. En superficies inclinadas u horizontales se tiene que tener en cuenta que además de la fuerza de atracción total también se tiene que tener en cuenta la fuerza debida al peso correspondiente a la inclinación dada de la superficie de soporte con signo positivo o negativo para la determinación de la suma de las fuerzas normales. De acuerdo con la invención, la suma de las fuerzas de atracción de todos los elementos de montaje se mide de tal manera, que por un lado el aparato de medición de longitudes se adhiere en la posición de montaje a la superficie del soporte, sin embargo, por otro lado, todavía es posible una capacidad de desplazamiento del aparato con el propósito del ajuste. Esto quiere decir que el aparato de medición de longitudes se puede desplazar y orientar en la medida de lo posible a mano sobre la superficie del soporte.
Después, para el uso permanente del sistema total, es absolutamente necesario que el aparato de medición de longitudes se una de manera fija con el soporte, por ejemplo, mediante uniones roscadas. En este estado, el aparato no se puede desajustar de manera no deseada o sin deterioros.
Como elementos de montaje son particularmente adecuados los imanes. El uso de imanes permanentes es ventajoso ya que en este caso, en comparación con electroimanes, se puede omitir la energía auxiliar eléctrica. En la medida en la que se usa una variante de realización que no prevé una retirada de los imanes de montaje después de realizar el montaje, también puede ser ventajosa la solución electromagnética, ya que en este caso, durante el funcionamiento del aparato de medición de longitudes no se presentan fuerzas magnéticas que puedan desencadenar, por ejemplo, en máquinas-herramienta una atracción no deseada de virutas de metal. Por el mismo motivo, en una variante de realización de la invención se prevé una disposición de los imanes permanentes en la que los imanes están rodeados completamente de una cubierta de acero del aparato de medición de longitudes excepto en su lado orientado hacia el soporte. Por el cierre magnético entre el soporte y el imán se minimiza el tamaño del campo hacia el
exterior.
Como una configuración adicional de la invención se indica el uso de ventosas como elementos de montaje para la fijación temporal del aparato de medición de longitudes en el soporte. Estas ventosas se pueden activar bien solamente por la compresión de la ventosa o bien de manera activa, por ejemplo, por dispositivos de fijación correspondientes o respaldadas por aire comprimido.
En aparatos de medición de longitudes más cortos, los elementos de montaje se encuentran preferiblemente en las dos zonas de los extremos de los aparatos de medición de longitudes. Sin embargo, precisamente en aparatos de medición de longitudes más largos puede ser ventajoso disponer varios elementos de montaje separados entre sí a lo largo de la longitud total del aparato de medición de longitudes en la dirección de medición.
Se explican con más detalle ejemplos de realización de la invención mediante los dibujos.
Se muestra
En las Figuras 1a-1c: de manera esquemática, las respectivas etapas del método para el montaje del aparato de medición de longitudes
En las Figuras 2a, 2b: un corte longitudinal y una vista en alzado parcial de una pieza terminal del aparato de medición de longitudes con unidades de imán permanente
En las Figuras 3a, 3b: un corte transversal y una vista en alzado parcial de una pieza terminal del aparato de medición de longitudes con unidades de imán permanente retirables
En las Figuras 4a, 4b: un corte transversal y una vista en alzado parcial de una pieza terminal del aparato de medición de longitudes con imanes en la bancada de la máquina
En las Figuras 5a, 5b: un corte transversal y una vista en alzado parcial de una pieza terminal del aparato de medición de longitudes con imán permanente aplicado
En las Figuras 6a, 6b: un corte transversal y una vista en alzado parcial de una pieza terminal del aparato de medición de longitudes con clavija magnética encajada
En las Figuras 7a, 7b: un corte longitudinal y una vista en alzado parcial de una pieza terminal de un aparato de medición de longitud con ventosas
En las Figuras, las piezas que pertenecen a un grupo de construcción o que presentan la misma función se resumen mediante primeras cifras idénticas de la referencia.
Las Figuras 1a a 1c deben servir esencialmente para explicar el desarrollo del método. El aparato de medición de longitudes 1, que se compone de la unidad de exploración 1.1, las piezas terminales 1.2 y la escala de medición de longitudes encapsulada 1.3, se debe montar en el soporte, en este caso, en la bancada de la máquina 2 de una máquina-herramienta. Se tiene que tener en cuenta que la orientación Y del aparato de medición de longitudes 1 sea en lo posible paralela con respecto a la dirección teórica X. La dirección teórica X se corresponde a la dirección de guía del carro desplazable 3 de la máquina-herramienta.
La Figura 1a muestra la posición del aparato de medición de longitudes 1 en la primera etapa de montaje. Para ilustrar la situación se representa de manera exagerada la desviación de la orientación Y real de la dirección teórica X óptima. En esta primera etapa de montaje, el aparato de medición de longitudes 1 se lleva sin medios de medición exactos en una primera aproximación paralelo a X a la superficie plana vertical de la bancada de la máquina 2 a un rozamiento de adherencia. Después de esta fase de montaje, el aparato de medición de longitudes 1 se adhiere sin respaldo manual a la bancada de la máquina 2. Si la holgura entre la rosca externa de los tornillos 4 y el diámetro interno de la perforación 1.5 es lo suficientemente grande, en la primera etapa de montaje incluso se pueden enroscar de manera suelta los tornillos 4 por las perforaciones 1.5. Los medios con los que se obtiene el rozamiento de adherencia requerido se describen posteriormente mediante las Figuras 2a a 8b.
En la segunda etapa de montaje, representada en la Figura 1b, entonces se puede realizar sin esfuerzo la orientación exacta del aparato de medición de longitudes 1 con los correspondientes medios de medición. Por el hecho de que el aparato de medición de longitudes 1 se adhiere sin ayuda del operario a la bancada de la máquina 2, y a pesar de esto, se puede desplazar de manera relativamente sencilla de forma manual, es posible un ajuste rápido y muy exacto. Durante la orientación no se presentan cargas mecánicas no deseadas para el aparato de medición de longitudes 1, ya que mediante este método se puede evitar un montaje poco profesional, por ejemplo, una orientación del aparato de medición de longitudes 1 ya atornillado mediante golpes. Evidentemente, entre el aparato de medición de longitudes 1 y la bancada de la máquina 2 se puede proporcionar un engrasante o lubricante para facilitar la capacidad de desplazamiento, o para evitar los denominados efectos "slip-stick". Las perforaciones 1.5 sirven para el alojamiento de tornillos 4 para la fijación definitiva después de la orientación exacta del aparato de medición de longitudes 1 en la bancada de la máquina 2. Durante el desplazamiento del aparato de medición de longitudes 1 también se tiene que tener en cuenta que las perforaciones 1.5 en el aparato de medición de longitudes 1 cubran las perforaciones correspondientes con rosca interna 2.1 en la bancada de la máquina 2. Las perforaciones 1.5 presentan por norma general un diámetro interno ligeramente superior al diámetro de las roscas externas de los tornillos correspondientes 4. De este modo hay suficiente holgura para facilitar una orientación sin que se tenga que realizar una perforación durante el montaje.
En la Figura 1c se representa la última etapa de montaje. Después de que haya finalizado el ajuste, por ejemplo, con una desviación de la dirección real Y de la dirección teórica X menor de 0,1 grados angulares, se fijará el aparato de medición de longitudes 1 de manera firme el inmóvil en la bancada de la máquina 2 mediante tornillos 4. En ese estado se puede mover la unidad de exploración 1.1 prácticamente de manera paralela con respecto a la dirección teórica X, es decir, a la dirección de avance del carro 3.
En las Figuras 2 a 8 se representa respectivamente una pieza terminal 1.2 de una cubierta del aparato de medición de longitudes 1. Esas piezas terminales 1.2 a menudo se fabrican, como resto de la cubierta, de aluminio, es decir, de un material no ferromagnético.
Las Figuras 2a y 2b muestran una disposición en la que los elementos de montaje son imanes permanentes 5.11. En este caso, la bancada de la máquina 2 es de material ferromagnético, por ejemplo, acero. Si se requiere, para reforzar la fuerza de atracción, particularmente cuando existe una cubierta de aluminio, los imanes permanentes 5.11 se pueden reforzar con una chapa de culata 5.12. Los imanes se pueden adherir, por ejemplo, sobre la chapa de culata 5.12 o se utiliza la fuerza de atracción de los imanes con respecto a la chapa de culata 5.12. En este caso, la chapa de culata 5.12 se puede unir de manera inseparable por adhesión a la cubierta.
En principio es ventajoso para todos los ejemplos de realización que los elementos de montaje se realicen de tal modo que los mismos no se suelten o se caigan de manera incontrolada del aparato de medición de longitudes 1 durante los trabajos de montaje.
Si se usan imanes como elementos de montaje, los mismos se incluyen preferiblemente en la cubierta del aparato de medición de longitudes 1 de tal modo que su superficie está enrasada o ligeramente desplazada con respecto a la superficie del aparato de medición de longitudes 1. Mediante esta construcción se consigue que las correspondientes superficies del aparato de medición de longitudes 1 y de la bancada de la máquina 2 estén en contacto durante toda la fase de montaje. Para que el aparato de medición de longitudes 1 se pueda montar mediante el método de acuerdo con la invención en las dos superficies de montaje 1.7 posibles, los elementos de montaje, en los ejemplos de realización de acuerdo con las Figuras 2 a 4 y 7, 8 se disponen o se pueden disponer simétricos, particularmente con simetría de punto con respecto al punto central del corte transversal del aparato de medición de longitudes 1.
Las Figuras 3a y 3b muestran una variante en la que el elemento de montaje se realiza como una unidad de imán permanente 5.1 retirable con una correspondiente chapa de culata 5.12. Para que los imanes permanentes 5.11 y la chapa de culata 5.12 estén protegidos suficientemente contra una caída, en este caso, en la pieza terminal 1.2 del aparato de medición de longitudes 1 se proporcionan escotaduras 1.4 entalladas que sirven como guía para la chapa de culata 5.12. Para simplificar la retirada de la unidad de imán permanente 5.1, la chapa de culata 5.12 se dobla en un extremo de manera correspondiente (en la vista en alzado parcial de la Figura 3b, la chapa de culata 5.12 sobresale por un extremo del plano del dibujo). La unidad de imán permanente retirada 5.1 se puede volver a utilizar en otro aparato de medición de longitudes 5.1 que se tenga que montar.
Las Figuras 4a y 4b muestran una variante de realización en la que la bancada de la máquina 2 se compone de un material no ferromagnético como, por ejemplo, granito u hormigón polímero. En este caso, en la bancada de la máquina 2 se puede incluir un imán permanente 2.2, que después interactúa con una pieza insertada permanente 5.3 del aparato de medición de longitudes. Evidentemente, las piezas insertadas en el aparato de medición de longitudes 1 se pueden realizar como imanes permanentes, de manera similar a las Figuras 2 y 3, cuando en la bancada de la máquina 2 no ferromagnética se proporcionan correspondientes piezas de reacción magnéticamente atrayentes, como, por ejemplo, tiras de chapa de acero.
De manera alternativa a las realizaciones mostradas hasta ahora, en las Figuras 5a y 5b se representa una disposición en la que respectivamente un imán permanente 5.11 con forma de herradura rodea la pieza terminal 1.2. Por la fuerza de atracción magnética entre la bancada de la máquina 2 y el imán permanente 5.11 se genera una unión por rozamiento de soporte de carga entre el imán permanente 5.12 y la pieza terminal 5.2. Esta unión de rozamiento presenta una capacidad de soporte tan grande que el cierre por rozamiento tampoco se suelta durante los movimientos de desplazamiento durante el proceso de ajuste. Después del montaje realizado, los imanes permanentes 5.11 se pueden volver a retirar de manera sencilla.
En las Figuras 6a y 6b se representa una variante en la que se puede introducir una clavija magnética 5.2 en una perforación auxiliar 1.6 de la pieza terminal 1.2 del aparato de medición de longitudes 1. Esta variante se caracteriza por su construcción sencilla. A diferencia de la variante en la Fig. 5, en este caso se establece una transmisión de fuerza con arrastre de forma entre el imán permanente 5.11 y la pieza terminal 1.2. También en este caso, el aparato de medición de longitudes 1 se puede fijar de acuerdo con el método de acuerdo con la invención a las dos superficies de montaje posibles 1.7 en la bancada de la máquina 2. La clavija magnética 5.2 debe tener tal naturaleza que no se pueda caer durante los trabajos de montaje. Desde el punto de vista de los costes de fabricación, la realización mostrada, en la que la clavija 5.2 se fija por un ajuste correspondientemente duro, es particularmente ventajosa. Como alternativa a esto, para la fijación axial también se puede proporcionar un elemento de plástico que se comprime durante la introducción de la clavija 5.2 contra la pared de la perforación auxiliar 1.6, o una rosca correspondiente.
En las Figuras 7a y 7b se representa una variante de realización en la que la unión de rozamiento adhesiva se produce por ventosas 5.4 de material polimérico. En este caso también puede ser particularmente ventajosa la aplicación de un engrasante o lubricante para aumentar por un lado la capacidad de desplazamiento y evitar por otro lado la penetración de aire en la zona de presión negativa de la ventosa 5.4.

Claims (18)

1. Un método para el montaje de un aparato de medición de longitudes (1) en un soporte (2), en el que
-
el aparato de medición de longitudes (1), en una primera etapa de montaje, forma una unión de rozamiento adhesiva con la superficie de soporte, donde al menos un elemento de montaje (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5) genera
una fuerza de atracción magnética o
una fuerza de atracción que se produce por una presión negativa
entre el soporte (2) y el aparato de medición de longitudes (1), y esta fuerza de atracción está dimensionada de tal manera que la correspondiente fuerza de rozamiento garantiza una capacidad de desplazamiento del aparato de medición de longitudes (1),
-
en una segunda etapa de montaje se ajustan la posición y la dirección del aparato de medición de longitudes (1) de tal manera que su orientación presenta una desviación lo suficientemente pequeña, en el sentido del resultado de medición de longitudes, con respecto a la dirección teórica,
-
en una tercera etapa de montaje, el aparato de medición de longitudes (1) se une de manera no desplazable con su soporte (2).
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el aparato de medición de longitudes (1) representa una unidad ya premontada, que se compone de al menos una escala de medición de longitudes (1.3) y al menos una unidad de exploración (1.1).
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se disponen en el aparato de medición de longitudes (1) al menos dos elementos de montaje (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5) separados entre sí, por los que el aparato de medición de longitudes (1) se une con su soporte (2).
4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en la tercera etapa de montaje, el aparato de medición de longitudes (1) se une con ayuda de uniones roscadas y/o remachadas a al menos dos puntos de manera no desplazable con su soporte (2).
5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en una cuarta etapa de montaje se retiran todos o solamente una cantidad parcial de los elementos de montaje (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5).
6. Un aparato de medición de longitudes (1) con
-
al menos un elemento de montaje (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5) que genera una fuerza de atracción magnética o
una fuerza de atracción provocada por una presión negativa, entre un soporte (2) y el aparato de medición de longitudes (1), en el que
-
el elemento de montaje o los elementos de montaje (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5) se dimensionan de tal manera que la fuerza de rozamiento dependiente de la fuerza de atracción total garantiza por un lado una adhesión del aparato de medición de longitudes (1) en el soporte (2), sin embargo, por otro lado también una capacidad de desplazamiento del aparato de medición de longitudes (1) a lo largo de la superficie de soporte durante el montaje.
7. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el aparato de medición de longitudes (1) representa una unidad ya premontada, que se compone de al menos una escala de medición de longitudes (1.3) y al menos una unidad de exploración (1.1).
8. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los elementos de montaje (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5) se disponen o se pueden disponer de tal manera, que el aparato de medición de longitudes (1), en al menos dos de sus superficies de montaje (1.7) en un soporte (2) puede formar de manera alternativa una unión de rozamiento de adherencia.
9. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque al menos dos elementos de montaje (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5) se disponen en el aparato de medición de longitudes (1).
10. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque los elementos de montaje (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5) se disponen en las dos zonas terminales (1.2) del aparato de medición de longitudes (1).
\newpage
11. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque al menos un elemento de montaje (5.1, 5.2, 5.3) genera una fuerza de atracción magnética entre el soporte (2) y el aparato de medición de longitudes (1).
12. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque se dispone al menos un imán permanente (5.11) para generar una fuerza de atracción magnética entre el soporte (2) y el aparato de medición de longitudes (1).
13. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque se dispone al menos un imán conmutable, particularmente un electroimán, para generar una fuerza de atracción magnética entre el soporte (2) y el aparato de medición de longitudes (1).
14. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque los imanes (5.11) están provistos de chapas de culata (5.12) en las superficies opuestas al soporte (2).
15. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque los imanes (5.11) se fijan en el aparato de medición de longitudes (1) con ayuda de una o varias escotaduras entalladas (1.4), particularmente una o varias escotaduras con forma de cola de milano.
16. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el aparato de medición de longitudes (1) presenta al menos una perforación auxiliar continua (1.6) en la que se pueden introducir los imanes cilíndricos (5.2).
17. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque en el aparato de medición de longitudes (1) se aplica al menos una pieza de reacción (5.3) ferromagnética que es atraída por uno o varios imanes (2.2) dispuestos en el soporte (2).
18. El aparato de medición de longitudes de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el aparato de medición de longitudes (1) se configura de tal modo que se pueden retirar todos o solamente una cantidad parcial de los elementos de montaje (5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5) después de realizar el montaje.
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