ES2303801B1 - Procedimiento de soldadura de la armadura de un elemento estructural de hormigon armado y dispositivo de soldadura y maquina correspondient e. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de soldadura de la armadura de un
elemento estructural de hormigón armado y dispositivo de soldadura y
máquina correspondiente. En la invención la armadura (6) comprende
por lo menos una varilla transversal (8) contenedora que delimita
los límites de la sección transversal de la armadura (6) y una
pluralidad de varillas longitudinales, previstas interiormente a
dicha sección transversal. El procedimiento comprende una etapa
automatizada de sujeción en la que unas pinzas (20) de sujeción se
posicionan automáticamente y sujetan automáticamente las varillas
longitudinales (7) contra la varilla transversal (8) en una posición
de soldadura. Esta posición de soldadura se corresponde a la
posición relativa de las varillas (7, 8) en la armadura (6). A
posteriori está prevista una etapa de soldadura en la que la
varilla transversal (8) y cada una de dichas varillas longitudinales
(7) son soldadas entre sí mediante unos medios de soldadura
(22).
Description
Procedimiento de soldadura de la armadura de un
elemento estructural de hormigón armado y dispositivo de soldadura y
máquina correspondiente.
La invención se refiere a un procedimiento de
soldadura de la armadura de un elemento estructural de hormigón
armado donde dicha armadura comprende por lo menos una varilla
transversal contenedora que delimita la sección transversal de
dicha armadura y una pluralidad de varillas longitudinales,
previstas interiormente a dicha sección transversal.
Asimismo, la invención se refiere a un
dispositivo de soldadura de la armadura de este elemento
estructural y a una máquina que incorpora el dispositivo de
soldadura según la invención.
En la presente invención, bajo el concepto de
"elemento estructural de hormigón armado" se entiende
cualquier elemento de hormigón armado que no presente exclusivamente
una armadura plana en celosía. Ejemplos de estos elementos
estructurales son pilares, vigas, viguetas u otros. Por otra parte,
el concepto genérico de varilla se refiere tanto a las barras, como
los alambres que pueden constituir la armadura del elemento
estructural. Estas barras o alambres están trefilados o corrugados.
Asimismo, cabe comentar que en la técnica, las varillas
transversales son también popularmente conocidas como estribos.
Las armaduras empotradas en las estructuras de
hormigón armado tienen como objeto absorber los esfuerzos de
tracción y cizalladura a los que es sometida la estructura de
hormigón. El uso de estas armaduras está ampliamente extendido
tanto en el sector de la construcción de vivienda, como en el de la
obra civil. Habitualmente, en el estado de la técnica estas
armaduras se fabrican in situ de forma artesanal. En
particular, el operario fabrica manualmente el entramado
tridimensional de varillas de la armadura a pie de obra a través de
varillas longitudinales unidas entre sí mediante una serie de
varillas transversales contenidas en un plano. Esta varillas
transversales acostumbran a estar cerradas sobre sí mismas en forma
de cuadrado, triángulo, círculo, pero también pueden estar
abiertas.
Si por ejemplo, en la obra se precisa de una
armadura de sección cuadrada de una viga de carga, el operario crea
una primera estructura preliminar de varillas transversales en forma
cuadrangular, distribuidas a lo largo de la longitud de la viga y
unidas entre sí mediante varillas longitudinales de alambrón. Los
puntos de contacto entre varillas transversales y varillas de
alambrón se unen mediante soldadura. En la invención bajo el
concepto de "varilla de alambrón", a diferencia de la varilla
genérica, se entiende un alambre liso de pocos milímetros de
diámetro que no está corrugado o trefilado y sin función
estructural. Estas varillas longitudinales de alambrón están
dispuestas exteriormente a las varillas transversales sobre los ejes
de simetría del cuadrado. Su objetivo, no es otro que preparar la
preforma de la armadura definitiva. Estas varillas de alambrón
previstas exteriormente a las varillas transversales no refuerzan
realmente la estructura reticular. De este modo, las varillas que
aportarán realmente la resistencia mecánica en uso de la armadura,
se montan a posteriori por la cara interior de las varillas
transversales. Estas varillas interiores se unen a las varillas
transversales en una operación completamente manual, mediante
alambres de atado o por soldadura con aportación de material.
Por otra parte, la lentitud de fabricación de
las armaduras y la necesidad de disponer del material para
fabricarlas conduce a que las varillas estén almacenadas en la
propia obra durante periodos de tiempo relativamente largos. Las
varillas, deben ser almacenadas y protegidas de forma adecuada
contra la lluvia, la humedad, atmósferas agresivas y otras
inclemencias. Este almacenamiento a pie de obra no siempre se puede
realizar de forma sencilla ya que habitualmente no se dispone de
espacios cubiertos de almacenamiento. Por ejemplo, en el caso de la
construcción de una vivienda, sobre todo en la fase inicial de
cimentación y hasta que no se haya creado la primera cubierta, no se
dispone de espacios cubiertos que faciliten el almacenamiento. Esto
es un inconveniente importante, ya que las varillas o armaduras
expuestas a las inclemencias previamente citadas pueden tener que
estar almacenadas durante periodos de tiempo relativamente largos.
Así, este material en el momento en que se necesite para crear las
estructuras de hormigón armado puede haber quedado inutilizado.
También cuando se dispone de este material es necesario garantizar
que el óxido no ha mermado en exceso las características de las
varillas y que éstas están libres de elementos como pintura, polvo,
aceite, tierra u otros, ya que estos agentes podrían perjudicar
seriamente las características mecánicas finales de la estructura de
hormigón.
La invención tiene por objeto proponer una
solución mediante la cual las armaduras se puedan enviar a la obra,
prefabricadas y listas para su uso. Esta finalidad se consigue
mediante un procedimiento de soldadura del tipo indicado al
principio, caracterizado porque una etapa automatizada de sujeción
en la que unas pinzas de sujeción se posicionan de forma automática
y sujetan de forma automática dichas varillas longitudinales contra
dicha varilla transversal en una posición de soldadura, dicha
posición de soldadura correspondiendo a la posición relativa de
dichas varillas en dicha armadura, y una etapa de soldadura en la
que dicha varilla transversal y cada una de dichas varillas
longitudinales son soldadas entre sí en dicha posición de soldadura
mediante unos medios de soldadura.
En efecto, la invención permite fabricar las
armaduras de forma especialmente rápida de manera que estas se
puedan suministrar a la obra con un elevado grado de calidad y
evitando los inconvenientes descritos en el estado de la técnica.
Gracias a esto, el material para las armaduras no requiere ser
almacenado a pie de obra durante largos periodos de tiempo en
condiciones difíciles de controlar, lo cual facilita la mejora de
la calidad final de la estructura de hormigón armado. Por otra
parte, gracias al procedimiento el constructor puede controlar
mucho mejor el stock de material lo cual beneficia también sus
costes de fabricación.
Como ya se ha comentado, en el estado de la
técnica es habitual unir las varillas entre sí mediante alambres de
atado delgados o bien mediante soldadura con aportación de
material. Esto dificulta y ralentiza la fabricación. Por ello,
preferentemente dicha etapa de soldadura es una etapa de soldadura
por resistencia. Esta etapa de soldadura por resistencia implica
que no hay aportación de material exterior, sino que la soldadura se
ejecuta simplemente mediante la presión entre las barras y la
aplicación de una elevada intensidad de corriente que funde el
material en el punto de contacto.
Preferentemente en dicha etapa de soldadura cada
una de dichas varillas longitudinales tiene asignados unos medios de
soldadura, de manera que dichas varillas longitudinales son
soldadas de forma simultánea con dicha varilla transversal. Esto
facilita la fabricación automatizada con tiempos de procesamiento
cortos. Así, es más fácil fabricar armaduras a demanda, evitando
con ello, el almacenaje de material en bruto y semielaborado durante
periodos de tiempo excesivamente largos.
De forma preferente, en el procedimiento según
la invención dichas pinzas de soldadura sueldan dichas varillas
longitudinales en un plano.
Preferentemente el procedimiento comprende una
etapa inicial de posicionamiento en la que unos medios de
accionamiento controlados de forma automática, sitúan unos medios
de soporte en la posición correspondiente a la posición de dichas
varillas longitudinales en dicha armadura.
Preferentemente el procedimiento también
comprende una etapa de arrastre de dicha armadura, en la que dicha
armadura es sucesivamente arrastrada mediante un carro de arrastre
una distancia predeterminada correspondiente al paso de dicha
armadura. El paso de la armadura es la distancia entre varillas
transversales. Con ello, el paso se puede programar fácilmente con
un control numérico, de forma que las varillas transversales queden
situadas en su posición correcta con una precisión impensable
mediante métodos manuales. Además, este paso no tiene porque ser
constante, ya que en la mayoría de las armaduras, la posición de las
varillas transversales varía a lo largo de su longitud.
La invención también se plantea el problema de
proponer un dispositivo y una máquina que permitan poner en práctica
el procedimiento según la invención. Este dispositivo comprende un
bastidor y una pluralidad de pinzas de sujeción orientables respecto
a dicho bastidor y siendo cada una de dichas pinzas aptas para
sujetar una varilla longitudinal de dicha armadura contra una
varilla transversal de dicha armadura en contacto formando una
posición de soldadura, dicho dispositivo conteniendo además unos
medios de soldadura aptos para crear una unión por soldadura entre
dichas varillas longitudinales y dicha varilla transversal en dicha
posición de soldadura. La posición de soldadura se refiere a la
posición relativa entre varillas comprimidas la una respecto a la
otra, previamente a la etapa de
soldadura.
soldadura.
A priori, para soldar la armadura se
podría aplicar cualquier método de soldadura apropiado. No
obstante, preferentemente dichos medios de soldadura, son medios de
soldadura por resistencia.
Si bien, la soldadura se podría realizar con un
único robot que fuese soldando cada uno de los puntos de
posicionamiento, es preferente que dichas pinzas comprendan dichos
medios de soldadura. De esta forma se reducen los tiempos de
soldadura de forma drástica ya que todas las soldaduras se realizan
en el mismo instante de tiempo.
Alternativamente dichas pinzas son
auto-centrables respecto a dicha posición de
soldadura, de manera que se evitan tensiones en dicha armadura
provocadas por la acción de sujeción de dichas pinzas.
En el sector de la construcción las armaduras
están poco estandarizadas y se adaptan a cada obra en particular.
Es decir, es importante que un dispositivo de soldadura como el de
la invención permita una gran flexibilidad en cuanto a dimensiones
de armadura en sección. Por ello, preferentemente dichas pinzas
están montadas desplazables en un plano respecto a dicho bastidor a
través de medios de guiado.
Preferentemente dichas pinzas son posicionadas
de forma automática mediante unos primeros medios de accionamiento
que accionan los respectivos primeros medios de posicionamiento
asociados a dichas pinzas. Así, la máquina puede cambiar los
perfiles de soldadura con gran rapidez.
Por otra parte, interesa que los movimientos de
las pinzas se realicen con el mínimo consumo energético posible.
Así, preferentemente el soporte de dichas pinzas está montado
desplazable en una primera dirección en un travesaño a través de
unos primeros medios de guiado, y porque dicho travesaño está
montado desplazable en una segunda dirección en dicho bastidor a
través de unos segundos medios de guiado.
\newpage
Por otra parte de forma preferentemente dichas
pinzas están montadas desplazables longitudinalmente respecto a
dicho soporte mediante unos terceros medios de guiado. Gracias a
esta configuración se pueden crear de forma simple armaduras de
sección transversal circular con más de cuatro varillas
longitudinales.
Si bien las varillas transversales se pueden
alimentar de forma manual en el dispositivo de soldadura, conviene
que la alimentación sea lo más rápida y precisa posible para con
ello mejorar la calidad del producto y reducir los tiempos de
fabricación. Así, preferentemente, el dispositivo de soldadura según
la invención comprende un brazo colocador de dichas varillas
transversales, siendo dicho brazo colocador desplazable respecto a
dicho bastidor en la dirección de dichas varillas longitudinales,
entre una posición de recogida de dichas varillas transversales y
una posición de soldadura en dicha armadura. Adicionalmente,
mediante este brazo colocador se logra una armadura de
comportamiento mecánico más uniforme. Además, de forma preferente
dicho brazo colocador desplaza la varilla transversal apoyándose
sobre la cara de la varilla transversal alejada de dichas
pinzas.
Finalmente, la invención propone también una
máquina que comprende un dispositivo de soldadura según la
invención. Esta máquina comprende de forma preferente unos medios de
soporte de dichas varillas longitudinales aguas arriba de dicho
dispositivo de soldadura, dichos medios de soporte posicionando
dichas varillas longitudinales en su posición final en la armadura.
Como se verá más adelante las varillas pueden ser dispuestas en los
medios de soporte en una zona de carga, aprovechando los tiempos de
soldadura de la armadura en proceso. Esto agiliza el flujo de
material, reduce tiempos muertos y por consiguiente optimiza
costes.
Preferentemente la máquina comprende un carro de
arrastre de dicha armadura aguas abajo de dicho dispositivo de
soldadura.
Otras ventajas y características de la invención
se aprecian a partir de la siguiente descripción, en la que, sin
ningún carácter limitativo, se relata un modo preferente; de
realización de la invención, haciendo mención de los dibujos que se
acompañan. Las figuras muestran:
Fig. 1, una vista frontal de una máquina para la
realización del procedimiento según; la invención.
Fig. 1a, un detalle del brazo colocador de la
varilla transversal de la máquina de la figura 1.
Fig. 2, una vista lateral de la máquina de la
figura 1
Fig. 3, una vista en planta superior de la
máquina de la figura 1.
Fig. 4, un una vista frontal del dispositivo de
soldadura.
Figs. 5a a 5f, una vista frontal del dispositivo
de soldadura durante el proceso de soldado.
Fig. 6, una vista frontal de una segunda forma
de realización del dispositivo de soldadura.
En las figuras 1 a 3 se observa una máquina 1 de
soldadura que incorpora el dispositivo de soldadura 18 para la
fabricación de una armadura 6 de un elemento resistente de hormigón
armado de acuerdo con el procedimiento según la invención.
La máquina 1 según la invención está formada por
cuatro zonas principales. De izquierda a derecha en la figura 1, se
aprecian tres de estas zonas. En primer lugar una zona de
alimentación 2 de las varillas longitudinales 7, una zona de
soldadura 3 para la etapa de sujeción y soldadura, en la que las
varillas transversales 8 son soldadas con las varillas
longitudinales 7 y una zona de recepción 4 hacia la que es
arrastrada la armadura 6 durante la etapa de arrastre. Finalmente,
en la figura 3 se aprecia la cuarta zona de la máquina 1. A ambos
lados de la zona de alimentación 2 están previstas dos zonas de
carga 5 en las que se realiza la etapa inicial de posicionamiento de
las varillas longitudinales 7, previa a la alimentación en el
dispositivo de soldadura 18. En la zona de carga 5, la máquina 1
prevé dos cargadores 9 que se deslizan sobre los raíles 32 hasta la
zona de alimentación 2 de forma alternativa para eliminar los
tiempos muertos en la zona de soldadura 3.
El cargador 9 comprende fundamentalmente un
bastidor principal y unos medios de soporte 12 de las varillas
longitudinales 7 a modo de rodillos 13 orientables en las
direcciones horizontal y vertical mediante las respectivas guías 14
del cargador 9. Los medios de soporte 12 son movidos mediante unos
medios posicionadores accionados mediante unos medios de
accionamiento 33. Los medios de accionamiento 33 están controlados
de forma automática mediante unos medios de control no mostrados en
las figuras. Así, en primer lugar, el propio cargador 9 posiciona
automáticamente los medios de soporte 12 según la forma de armadura
6 a soldar. Entonces, un operario dispone en los medios de soporte
12 todas las varillas longitudinales 7 necesarias para la
fabricación de la armadura 6. En este ejemplo de realización, el
operario ha dispuesto en los medios de soporte 12 ocho varillas
longitudinales 7 formando una sección cuadrada. Una vez que el
operario ha dispuesto correctamente todas las varillas
longitudinales 7 en las posiciones vertical y horizontal, coloca
todas las varillas transversales 8 necesarias para formar la
armadura 6 agrupadas en el extremo anterior de la armadura 6 próximo
a la zona de soldadura 3. Estas varillas transversales 8 o estribos
se colocan exteriormente a las varillas longitudinales 7. Así, una
vez que el cargador 9 ha sido cargado, éste es desplazado sobre los
raíles 32 transversalmente a la dirección longitudinal de la
máquina 1, en el sentido de la flecha A de la figura 3, hasta la
zona de alimentación 2.
En la zona de alimentación 2, el operario avanza
manualmente las varillas longitudinales 7 hasta que éstas hagan tope
contra la cara posterior 31 del carro de arrastre 15.
Alternativamente, esta operación se podría automatizar mediante un
accionamiento y control apropiados. La posición inicial del carro de
arrastre 15 está determinada por la distancia que en la técnica se
denomina como solape 17. El solape 17, que es la distancia
existente entre el extremo de la armadura 6 y la primera varilla
transversal 8, permite solapar entre sí dos armaduras 6 consecutivas
en la estructura de hormigón armado. Así, una vez que las varillas
longitudinales 7 hayan hecho tope contra el carro de arrastre 15,
la máquina 1 comienza el proceso de soldadura que a continuación se
explica en detalle junto con las características de la zona de
soldadura 3.
En la zona de soldadura 3 está dispuesto el
dispositivo de soldadura 18 de la armadura 6. Este dispositivo 18
comprende un bastidor 19 principal sobre el que están montadas
orientables ocho pinzas 20. Cada una de las pinzas 20 comprende unos
medios de soldadura 22 por resistencia formados por los electrodos
28a, 28b que simultáneamente son las propias garras de la pinza 20.
El hecho de que la propia pinza 20 comprenda sus propios medios de
soldadura 22 por resistencia permite realizar una máquina 1 mucho
más compacta y simultáneamente reducir el tiempo de fabricación. No
obstante, en una realización alternativa serían concebibles
configuraciones distintas, tanto en lo referente a la soldadura,
como a la disposición de los medios de soldadura 22. Por ejemplo, en
lugar de que cada pinza 20 dispusiese de unos medios de soldadura
22 propios, se podría disponer un único robot de soldadura que
soldase sucesivamente las distintas posiciones. Este robot a su vez
en lugar de soldar por resistencia, podría soldar por aportación de
material, es decir mediante soldadura por arco.
Como se aprecia en las figuras, las pinzas 20
del dispositivo según la invención poseen dos o tres grados de
libertad para orientarse respecto al bastidor 19. En este ejemplo de
realización, las pinzas 20 se mueven en un plano paralelo al plano
27 vertical principal del bastidor 19 mediante unos medios de guiado
23, 24, 25.
En primer lugar, todas las pinzas 20 se pueden
desplazar longitudinalmente con respecto a su soporte 21 sobre unos
terceros medios de guiado 25 longitudinal. Como se aprecia en las
figuras, en este caso este desplazamiento longitudinal respecto al
soporte 21 se realiza en diagonal a 45° de la dirección horizontal.
Por otra parte, el soporte 21 de cada una de las pinzas 20 se puede
desplazar horizontalmente respecto al bastidor 19 a través de unos
primeros medios de guiado 23 horizontal. Finalmente, el dispositivo
18 de este ejemplo de realización presenta un travesaño 26 móvil
superior que soporta los respectivos soportes 21 de las cuatro
pinzas 20 superiores. El travesaño 26 móvil está montado deslizante
verticalmente con respecto al bastidor 19 a través de unos segundos
medios de guiado 24 vertical. Esto permite modificar la posición en
altura de las pinzas 20 superiores con respecto al bastidor 19.
Todos los movimientos de las pinzas 20 están controlados de forma
automática mediante unos primeros medios de control no mostrados que
actúan sobre unos primeros medios de accionamiento que accionan los
respectivos primeros medios de posicionamiento, es decir en este
caso los electromotores accionan los respectivos husillos
controlados por un control electrónico. Esta pluralidad de
movimientos confiere una gran flexibilidad al dispositivo 18 y por
extensión a la máquina 1 y además, permite cambiar la sección de la
armadura 6 a fabricar con gran rapidez en función de las necesidades
de producción. Con ello, la máquina 1 prácticamente no tiene
tiempos muertos de posicionamiento de las pinzas 20 ya que en la
etapa de posicionamiento de las pinzas 20 se realiza de forma
automática en pocos segundos. Además, gracias a todos los grados de
libertad de las pinzas 20, el dispositivo de soldadura 18 permite
crear armaduras 6 con cualquier tipo de sección transversal, como
por ejemplo, cuadrangular, triangulares, circular u otras. A pesar
de que esta es una forma preferente de realización del dispositivo
18 existen alternativas simplificadas en las que, por ejemplo, las
pinzas 20 sólo se pudieran desplazar respecto al bastidor 19
mediante los segundos medios de guiado 24, de forma que tan sólo se
pudiera modificar la altura de la sección transversal de la
armadura 6. Otra alternativa sería un dispositivo 18 con unos
primeros y segundos medios de guiado 23, 24 que permitieran
desplazar las pinzas 20 en la dirección vertical y horizontal. En
este caso, el dispositivo 18 no permitiría crear armaduras de
sección circular con más de cuarto varillas longitudinales 7.
También cabe comentar que si bien en el ejemplo de realización las
cuatro pinzas 20 inferiores del dispositivo 18 no se pueden
desplazar en el sentido vertical mediante los segundos medios de
guiado 24, se podría prever un dispositivo 18 en el que todas las
pinzas presentasen los tres grados de libertad anteriormente
descritos. Finalmente, las direcciones verticales y horizontales
descritas para este ejemplo de realización tampoco se deben
interpretar como limitativas, ya que los primeros y segundos medios
de guiado 23, 24 podrían estar orientados en ángulo con respecto a
la dirección horizontal.
Como se ha comentado anteriormente, la
orientación de las pinzas 20 respecto al bastidor 19 consiste en la
combinación de movimientos lineales. A pesar de ello, el movimiento
lineal de las pinzas 20 de las esquinas del dispositivo 18, respecto
a sus soportes 21 podría ser un movimiento rotativo. No obstante,
este movimiento rotativo de las pinzas 20 requeriría más espacio en
la dirección vertical durante el movimiento de aproximación o
alejamiento de las varillas 7 de las esquinas de la armadura 6.
Así, en esta realización ventajosa, cuando las pinzas 20 han acabado
de soldar las varillas longitudinales 7 de las esquinas de la
armadura 6 y deben retirarse, sólo necesitan desplazarse ligeramente
apartándose de la armadura 6 en la dirección horizontal sin ocupar
el espacio vertical de los laterales de la armadura 6. Esto permite
fabricar armaduras 6 de dimensiones extremadamente reducidas, ya
que las pinzas 20 superior e inferior de una misma esquina de la
armadura 6 nunca se tocarán en el movimiento de aproximación o
alejamiento previo a la soldadura.
Otra característica importante de las pinzas 20
consiste en que los electrodos 28a, 28b que forman las garras
configuran son auto-centrables. Así, los electrodos
28a, 28b no tiran de las varillas longitudinales 7 contra la
varilla transversal 8, sino que se adaptan a su posición con
respecto a la armadura 6. Esto reduce la introducción de tensiones
internas previas a la soldadura debido a que las varillas 7, 8, ya
que éstas son soldadas en su posición natural.
A continuación sobre la base de las figuras 5a a
5f se explica en detalle el proceso de soldadura de una armadura 6
de sección transversal cuadrada. Como ya se ha comentado, el
proceso comprende la etapa de posicionamiento y sujeción de las
pinzas y posteriormente la etapa de soldado. Una vez que el operario
ha colocado todas las varillas longitudinales 7 a tope contra el
carro de arrastre 15, el dispositivo de soldadura 18 busca de forma
automática la primera varilla transversal 8 a soldar mediante un
palpador y la hace avanzar hasta su posición de soldadura mediante
un brazo colocador 30, mostrado en detalle en la figura 1a. Es
importante destacar que el brazo colocador 30 avanza la varilla
transversal 8 empujándola o tirando de ella por la cara 29 de la
varilla transversal 8 alejada de las pinzas 20 y próxima a la zona
de alimentación 2, en lugar de sujetarla mediante una pinza. Esta
característica se ha comprobado como especialmente ventajosa porque
evita que la varilla transversal 8 quede trabada sobre las varillas
longitudinales 7 y además simplifica mucho el mecanismo ya que no
se precisa de una pinza de agarre.
Al inicio de la etapa de sujeción, el
dispositivo de soldadura 18, posiciona automáticamente y de forma
simultánea las ocho pinzas 20 exteriores para soldar las varillas
longitudinales 7 de las esquinas del cuadrado mediante el
desplazamiento del travesaño móvil 26 superior, de los soportes 21 y
de las pinzas 20 respecto a los soportes 21. Así, tal y como se
aprecia en la figura 5a, las pinzas 20 de las esquinas quedan a unos
pocos milímetros de separación en la dirección horizontal. En la
figura 5b, las pinzas 20 se aproximan a las esquinas de la armadura
6 hasta su posición final. Entonces, como se aprecia en la figura
5c, en el tramo final de la etapa de sujeción, las pinzas 20
cierran sus garras, es decir los electrodos 28a, 281),
auto-centrándose a 45° respecto a las varillas 7, 8
sin introducir tensiones antes de soldar. Finalmente, en la etapa de
soldado los electrodos 28a, 28b ejecutan el punto de soldadura en
un plano. En la figura 5d, las pinzas 20 de las esquinas de la
armadura 6 se retiran ligeramente en la dirección horizontal sin
ocupar espacio de maniobra en la dirección vertical hasta la
posición de la figura 5b y las cuatro pinzas 20 centrales se
acercan a su posición mediante un desplazamiento longitudinal
respecto a su respectivo soporte 21. En la figura 5e, las pinzas 20
centrales se aproximan entre sí en la dirección horizontal hasta la
posición de soldadura. Finalmente, en la figura 5f, las pinzas 20
cierran los electrodos 28a, 28b autocentrándose y crean sus
respectivos puntos de soldadura. Cabe comentar, que gracias a que
los movimientos de las pinzas 20 optimizan el espacio ocupado tal y
como se ha descrito anteriormente, en este ejemplo de realización no
sería imprescindible soldar en seis etapas como las representadas.
No obstante, este ejemplo, pretende ilustrar también las etapas
necesarias en el caso de que la armadura 6 tuviese una sección
transversal especialmente pequeña y no se dispusiera de suficiente
espacio para que las pinzas 20 centrales y las pinzas 20 laterales
pudieran soldar todas en simultáneo.
Una vez que la primera varilla transversal 8 ya
ha sido soldada, se dispone de un conjunto rígido que puede ser
manipulado por el carro de arrastre 15. En este momento, se inicia
la etapa de arrastre que se alterna sucesivamente con las etapas de
sujeción y soldadura hasta la finalización de la armadura 6. El
carro de arrastre 15 previsto en el inicio de la zona de recepción
4, dispone de una mordaza 16 que se cierra en la dirección
horizontal y transversal a la armadura 6 y la sujeta por la zona de
solape 17. A continuación, el carro de arrastre 15 tira de la
armadura 6 en el sentido de la zona de recepción 4 de la figura 1
con un paso predeterminado. Es decir, cuando el carro de arrastre
15 llega a la siguiente posición de soldadura correspondiente a un
paso de una varilla transversal 8 se detiene. Entonces, empieza
nuevamente el ciclo mediante la alimentación de una nueva varilla
transversal 8 a través del brazo colocador 30 y posterior sujeción
y soldado de la respectiva varilla 8. Cabe comentar que la operación
de cierre de la mordaza 16 sólo es necesaria al inicio de la
fabricación de la armadura 6.
Por simplicidad, en las figuras 1 y 3, se
muestra una armadura en proceso en la zona de alimentación 2 y una
armadura 6 terminada en la zona de recepción 4. No obstante, en la
práctica, cuando la armadura 6 está terminada, el carro de arrastre
15 se encontraría a la derecha de la figura 1, por delante de la
armadura 6 terminada. Entonces, se abriría la mordaza 16 del carro
de arrastre 15 y un operario o un sistema automático descargarían
la armadura 6. Luego, el carro de arrastre 15 retornaría a la
posición inicial para empezar una nueva armadura 6 que se
corresponde con la posición mostrada en las figuras 1 y 3.
También cabe comentar que el carro de arrastre
15 se desplaza mediante un mecanismo de cremallera previsto
inferiormente a la mesa de la zona de recepción 4.
Finalmente, en la figura 6, se muestra una
segunda forma de realización del dispositivo de soldadura 18 según
la invención. En este caso, el dispositivo 18 comprende diez pinzas
20 orientables respecto al bastidor 19, a través de los primeros,
segundos y terceros medios de guiado 23, 24, 25. No obstante, en
este caso las dos pinzas 20 adicionales previstas en los postes
verticales del bastidor 19, se pueden desplazar horizontalmente
respecto a su soporte 21 mediante los segundos medios de guiado 24
y verticalmente respecto al bastidor 19 mediante los terceros medios
de guiado 25. Estas pinzas 20 en los laterales del bastidor 19
permiten crear armaduras 6 con varillas longitudinales 7 en los
laterales de forma automatizada. En cambio, en la forma de
realización explicada anteriormente, estas varillas laterales se
deberían soldar a mano en un proceso posterior. Nuevamente esto
reduce tiempos de procesado.
De esta forma, tal y como se ha explicado, la
presente invención permite suministrar armaduras prefabricadas a la
obra de forma especialmente rentable y rápida. Es importante
destacar la rapidez de preparación de máquina que se logra con la
invención. Este detalle es especialmente importante porque permite
que esta máquina pueda fabricar pequeñas series de forma rentable y
con unos tiempos muertos de máquina prácticamente nulos, ya que la
máquina no necesita utillajes de soporte de las varillas 7, 8.
Claims (19)
1. Procedimiento de soldadura de la armadura de
un elemento estructural de hormigón armado donde dicha armadura (6)
comprende
- [a]
- por lo menos una varilla transversal (8) contenedora que delimita los límites de la sección transversal de dicha armadura (6) y
- [b]
- una pluralidad de varillas longitudinales (7), previstas interiormente a dicha sección transversal,
caracterizado porque dicho
procedimiento
comprende
- [c]
- una etapa automatizada de sujeción en la que unas pinzas (20) de sujeción se posicionan de forma automática y sujetan de forma automática dichas varillas longitudinales (7) contra dicha varilla transversal (8) en una posición de soldadura, dicha posición de soldadura correspondiendo a la posición relativa de dichas varillas (7, 8) en dicha armadura (6), y
- [d]
- una etapa de soldadura en la que dicha varilla transversal (8) y cada una de dichas varillas longitudinales (7) son soldadas entre sí en dicha posición de soldadura mediante unos medios de soldadura (22).
2. Procedimiento de soldadura según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha etapa de
soldadura es una etapa de soldadura por resistencia.
3. Procedimiento de soldadura según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en dicha etapa de
soldadura cada una de dichas pinzas (20) tiene asociados unos de
dichos medios de soldadura (22), de manera que dichas varillas
longitudinales (7) son soldadas de forma simultánea con dicha
varilla transversal (8).
4. Procedimiento de soldadura según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dichas
pinzas (20) de soldadura sueldan dichas varillas longitudinales (7)
en un plano.
5. Procedimiento de soldadura según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende
una etapa inicial de posicionamiento en la que unos medios de
accionamiento (33) controlados de forma automática, sitúan unos
medios de soporte (12) en la posición correspondiente a la posición
de dichas varillas longitudinales (7) en dicha armadura (6).
6. Procedimiento de soldadura según cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende
una etapa de arrastre de dicha armadura (6), en la que dicha
armadura (6) es sucesivamente arrastrada mediante un carro de
arrastre (15) una distancia predeterminada correspondiente al paso
de dicha armadura (6).
7. Dispositivo de soldadura para fabricar la
armadura de un elemento estructural de hormigón armado,
caracterizado porque comprende un bastidor (19) y una
pluralidad de pinzas (20) de sujeción orientables respecto a dicho
bastidor (19) y siendo cada una de dichas pinzas (20) aptas para
sujetar una varilla longitudinal (7) de dicha armadura contra una
varilla transversal (8) de dicha armadura (6) en contacto formando
una posición de soldadura, dicho dispositivo (18) conteniendo además
unos medios de soldadura (22) aptos para crear una unión por
soldadura entre dichas varillas longitudinales (7) y dicha varilla
transversal (8) en dicha posición de soldadura.
8. Dispositivo de soldadura según la
reivindicación 7, caracterizado porque dichos medios de
soldadura (22), son medios de soldadura por resistencia.
9. Dispositivo de soldadura según la
reivindicación 7 ó 8, caracterizado porque dichas pinzas
(20) comprenden dichos medios de soldadura (22).
10. Dispositivo de soldadura según cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque dichas
pinzas (20) son auto-centrables respecto a dicha
posición de soldadura.
11. Dispositivo de soldadura según cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque dichas
pinzas (20) están montadas desplazables en un plano respecto a
dicho bastidor (19) a través de medios de guiado (23, 24, 25).
12. Dispositivo de soldadura según cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque dichas
pinzas (20) son posicionadas de forma automática mediante unos
primeros medios de accionamiento que accionan los respectivos
primeros medios de posicionamiento asociados a dichas pinzas
(20).
13. Dispositivo de soldadura según la
reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque el soporte (21)
de dichas pinzas (20) está montado desplazable en una primera
dirección en un travesaño (26) a través de unos primeros medios de
guiado (23), y porque dicho travesaño (26) está montado desplazable
en una segunda dirección en dicho bastidor (19) a través de unos
segundos medios de guiado (24).
14. Dispositivo de soldadura según la
reivindicación 13, caracterizado porque dichas pinzas (20)
están montadas desplazables longitudinalmente respecto a un soporte
(21) mediante unos terceros medios de guiado (25).
15. Dispositivo de soldadura según cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado porque comprende
un brazo colocador (30) de dichas varillas transversales (8), siendo
dicho brazo colocador (30) desplazable respecto a dicho bastidor
(19) en la dirección de dichas varillas longitudinales (7), entre
una posición de recogida de dichas varillas transversales (8) y una
posición de soldadura en dicha armadura (6).
16. Dispositivo de soldadura según la
reivindicación 15, caracterizado porque dicho brazo colocador
(30) desplaza la varilla transversal (8) apoyándose sobre la cara
(29) de la varilla transversal 8 alejada de dichas pinzas (20).
17. Máquina de soldadura para fabricar la
armadura de un elemento estructural de hormigón armado,
caracterizada porque comprende un dispositivo (18) de
soldadura según las reivindicaciones 7 a 16.
18. Máquina de soldadura según la reivindicación
17, caracterizada porque comprende unos medios de soporte
(12) de dichas varillas longitudinales (7) aguas arriba de dicho
dispositivo de soldadura (18), dichos medios de soporte (12)
posicionando dichas varillas longitudinales (7) en su posición final
en la armadura (6).
19. Máquina de soldadura según las
reivindicaciones 17 ó 18, caracterizada porque comprende un
carro de arrastre (15) de dicha armadura (6) aguas abajo de dicho
dispositivo de soldadura (18).
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