ES2314162T3 - Marcador de alta velocidad. - Google Patents
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- ES2314162T3 ES2314162T3 ES03255748T ES03255748T ES2314162T3 ES 2314162 T3 ES2314162 T3 ES 2314162T3 ES 03255748 T ES03255748 T ES 03255748T ES 03255748 T ES03255748 T ES 03255748T ES 2314162 T3 ES2314162 T3 ES 2314162T3
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Abstract
Un dispositivo marcador (10) que comprende: un bastidor de base (1); un primer motor (16), fijado en el bastidor de base; un bastidor de carro (40), montado sobre pivote en el bastidor de base alrededor de un eje de husillo (22); un cabezal de marcado (30), montado sobre el bastidor del carro para desplazarse sobre el mismo en una primera dirección (Y) paralela a dicho eje del husillo, comprendiendo el cabezal de marcado una aguja de marcado (46) de accionamiento neumático, en continuo movimiento alternativo; y un husillo de arrastre (20), en montaje rotatorio en el bastidor a lo largo de dicho eje del husillo y siendo impulsado por dicho primer motor, estando el bastidor del carro montado con cojinete sobre dicho husillo de arrastre para permitir dicho pivotamiento alrededor de dicho eje del husillo y siendo accionado el cabezal de marcado en dicha primera dirección mediante rotación de dicho husillo; caracterizado porque el dispositivo marcador comprende además: un segundo motor (18), fijado en el bastidor accionando una correa (58) alrededor de dos poleas (62, 64); un brazo de extensión (66) del bastidor del carro, que es accionado por dicha correa para efectuar dicho pivotamiento del bastidor del carro alrededor del husillo de arrastre; y medios (68) que mantienen la tensión de la correa en todas las posiciones del bastidor del carro.
Description
Marcador de alta velocidad.
Esta invención se refiere a dispositivos
marcadores de alta velocidad, particularmente, para superficies
metálicas mediante formación de puntos por impacto con fines de
identificación permanente.
Se hace cada vez más deseable marcar
permanentemente distintos componentes en el transcurso de la
fabricación. Ello adquiere particular importancia en las industrias
automovilística y aeroespacial, por ejemplo, en las que cada
componente puede requerir pertinentes marcados. Los dispositivos
marcadores pueden ser fijos, portátiles o de mano.
Para códigos legibles por máquina, la precisión
de marcado es de gran importancia. Para otras aplicaciones, la
precisión es menos importante y los requisitos principales pueden
ser solamente, por ejemplo, lograr un resultado legible a simple
vista. El hecho de que la precisión tenga menor importancia permite
lograr un marcado más rápido, lo que es igualmente de desear,
particularmente en procedimientos automatizados. Asimismo, en
general siempre es de desear, particularmente para dispositivos de
mano y portátiles, tener diseños compactos, ligeros, lo que también
se desea.
Los cabezales de marcado que se accionan
mediante solenoides eléctricos son intrínsecamente lentos. El tiempo
que lleva poner en marcha un solenoide para producir la acción de
marcado es inaceptablemente lento para el marcado de alta
velocidad. Se usan con preferencia cabezales de marcado de
accionamiento neumático, pero estos también pueden ser lentos
cuando se activan por válvulas con regulación electrónica. Para
velocidades más altas, no se usan tales válvulas. En su lugar, se
emplea un sistema accionado por aire que hace que el cabezal de
marcado produzca acciones repetitivas de marcado de manera continua,
mientras que haya presente una presión en el aire de trabajo.
Para dar un control de posición a efectos de
colocación del cabezal de marcado dentro de una envolvente de
trabajo, corrientemente se usan motores paso a paso. Estos
proporcionan intrínsecamente un escaso par de torsión. El
desplazamiento a gran velocidad del cabezal de marcado generalmente
requiere pares que sobrepasen los producidos por los motores paso a
paso. El motor suele formar parte de los componentes que el motor
trata de poner en movimiento, en el sentido de que el motor también
se pondría en movimiento a sí mismo. Así, el aumento del tamaño del
motor complica el problema de par débil. Además, la necesidad de un
movimiento rápido del cabezal de marcado aumenta la necesidad de
capacidad de par.
Podría obtenerse un movimiento rápido por medio
de una relación de transmisión apropiada entre el motor y el
cabezal de marcado, pero ello requiere más capacidad de par por
parte del motor. Además, esto agrava un problema potencial de que
el peso del cabezal de marcado venza la resistencia en el sistema
hasta caer a una posición baja cuando se quita potencia. Es
deseable que esto no ocurra. Los motores paso a paso tienen imanes
permanentes. El par de ranura proporcionado por los imanes ofrece un
grado de fuerza que puede impedir que el rotor gire cuando no está
presente la alimentación de energía de los motores. En función de la
posición del cabezal de marcado, la gravedad puede actuar sobre el
cabezal de marcado de tal modo que el par de ranura no puede
impedir que éste se mueva.
Esto empeora al ser pesadas algunas piezas
móviles. Se desea que, cuando se quita potencia al motor o motores,
el cabezal de marcado conserve su posición hasta que se restituya la
potencia del motor o motores. Por lo tanto, es deseable tener el
motor separado respecto de las piezas móviles. Esto no sólo
reduciría la carga sobre el motor, sino que también reduciría el
peso de las piezas móviles.
El documento
US-A-4808018 desvela un dispositivo
marcador que comprende un cabezal de marcado de múltiples agujas,
de accionamiento neumático, montado sobre un carro apto para
desplazarse a lo largo de un eje en un bastidor del carro que es
pivotable alrededor de ese eje en el bastidor de base, efectuándose
la traslación del carro en el bastidor del carro y el pivotamiento
del bastidor del carro mediante un único motor, de modo que las
agujas del cabezal de marcado se dirigen progresivamente sobre una
zona del objetivo, accionándose cada aguja cuando ha de hacerse una
marca sobre el objetivo.
Una disposición de este tipo no es apropiada
para marcado rápida, ya que se atraviesa todo el campo de una zona
de marcado, aun cuando sólo hay que marcar los píxeles
seleccionados, y tiene que proporcionarse un control selectivo de
las agujas de marcado.
El documento
EP-A-0591092
(US-A-5316397) desvela una
disposición similar al documento
US-A-4808018, pero en la que el
accionamiento del cabezal de marcado se proporciona mediante motores
paso a paso independientes, que operan por medio de husillos
reguladores de gran ángulo de avance. No obstante, las válvulas
electromagnéticas actuadas por solenoide activan selectivamente las
agujas de marcado.
El documento
US-A-5368400 desvela un cabezal de
marcado de una sola aguja de accionamiento neumático, montado sobre
un carro apto para desplazarse a lo largo de dos ejes ortogonales
mediante dos motores independientes fijados en un bastidor de base
y conectados al carro por cables y un juego de poleas.
El documento
US-A-6135022 desvela un cabezal de
marcado de una sola aguja de accionamiento neumático, montado sobre
un carro apto para desplazarse sobre un bastidor del carro mediante
transmisión por correa desde un primer motor fijado en un bastidor
de base y pivotable alrededor de un eje mediante un segundo motor
fijado en el bastidor de base.
El documento
US-A-4089262 desvela un dispositivo
de marcado en el que un bastidor de carro que lleva instalado un
cabezal de marcado se hace pivotar sobre un husillo que impulsa el
bastidor en una primera dirección, haciéndose pivotar una horquilla
del bastidor del carro mediante un brazo que también está montado
con cojinete sobre un husillo.
La presente invención tiene por objeto
proporcionar un sistema que es rápido pero tiene una razonable
precisión, y que remedia los problemas anteriormente mencionados, o
por lo menos atenúa sus efectos.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un dispositivo marcador que comprende:
un bastidor de base;
un primer motor, fijado en el bastidor de
base;
un bastidor del carro, montado con pivote en el
bastidor de base alrededor de un eje del husillo;
un cabezal de marcado, montado sobre el bastidor
del carro para desplazarse sobre el mismo en una primera dirección
paralela a dicho eje del husillo, comprendiendo el cabezal de
marcado una aguja de marcado de accionamiento neumático, en
continuo movimiento alternativo; y
un husillo de arrastre, en montaje rotatorio en
el bastidor a lo largo de dicho eje del husillo y siendo accionado
por dicho primer motor, estando el bastidor del carro montado con
cojinete sobre dicho husillo de arrastre para permitir dicho
pivotamiento alrededor de dicho eje del husillo y siendo accionado
el cabezal de marcado en dicha primera dirección mediante rotación
de dicho husillo;
caracterizado porque el dispositivo de marcado
comprende además:
un segundo motor, fijado en el bastidor
accionando una correa alrededor de dos poleas;
un brazo de extensión del bastidor de carro, que
es accionado por dicha correa para efectuar dicho pivotamiento del
bastidor de carro alrededor del husillo de arrastre; y
medios que mantienen la tensión de la correa en
todas las posiciones del bastidor del carro.
Con preferencia, los ejes de las poleas son
sustancialmente paralelos a dicho eje del husillo. Dichos medios
tensores pueden comprender una superficie arqueada de dicho brazo de
extensión limitando con la correa entre dichas poleas y desviando
la correa de modo que quede situada entre las poleas,
sustancialmente en el mismo arco en todas las posiciones del brazo
de extensión.
Con preferencia, el brazo de extensión está
fijado con dicha correa entre dichas poleas y en el centro de la
superficie.
De forma práctica, dichas poleas son
poleas-guía montadas con cojinete sobre el bastidor
de base, accionando la correa una polea del motor, accionada por
dicho segundo motor.
Sobre el husillo de arrastre se puede disponer
una polea para husillo de arrastre, transmitiendo el accionamiento
una correa desde dicho primer motor al husillo de arrastre a través
de dicha polea para husillo de arrastre. En este caso, la polea
para husillo de arrastre se dispone preferentemente entre el
bastidor del carro y el bastidor de base.
El husillo de arrastre puede tener un paso de
rosca de entre 0,05 y 0,5 vueltas por milímetro y dicha polea para
husillo de arrastre proporciona una reducción del par con una
relación de transmisión entre 2:1 y 4:1, por lo que dicho motor
produce un movimiento de traslación entre 0,01 y 0,1 vueltas por
milímetro del carro en el bastidor del carro.
Con preferencia, el husillo de arrastre tiene un
paso de rosca de aproximadamente 0,1 vueltas por milímetro y dicha
polea para husillo de arrastre proporciona una reducción del par con
una relación de transmisión de aproximadamente 3:1, por lo que
dicho motor produce un movimiento de traslación de aproximadamente
0,03 vueltas por milímetro del carro en el bastidor del carro.
El brazo de extensión puede estar sobre el
bastidor del carro en un extremo de dicho husillo de arrastre y la
polea para husillo de arrastre puede estar en el otro extremo de
dicho husillo de arrastre.
El bastidor del carro comprende preferentemente
una barra sobre la que se desliza el cabezal de marcado y que está
dispuesta paralela a dicho husillo de arrastre.
El cabezal de marcado puede comprender un cuerpo
que tiene un extremo delantero que transporta dicha aguja de
marcado, y un extremo trasero por cuyo intermedio el cabezal de
marcado está conectado a dicha barra, atravesando el husillo de
arrastre una tuerca en el cuerpo entre medias de dichos
extremos.
Dicha barra puede tener en cada uno de sus
extremos un brazo giratorio sobre cojinetes en dicho husillo de
arrastre.
Con preferencia, ambos motores están dispuestos
a efectos de rotación alrededor de ejes paralelos al husillo de
arrastre y están desalineados entre sí y, en relación con el cabezal
de marcado, están dispuestos detrás del bastidor del carro.
Con preferencia, el bastidor de base comprende
dos placas, llevando instalado cada una un motor y llevando
instalado cada una, con fines de rotación en la misma, un extremo
del husillo de arrastre. Un tercer componente de base puede
vincular rígidamente entre sí dichas placas del bastidor, componente
que puede ser una envoltura para el dispositivo marcador en forma
de sección en cajón, en cuyo interior se desliza el dispositivo
marcador para el ensamblaje final.
Dicho primer motor puede tener un par de ranura
resistente a la rotación del mismo cuando se desexcita. En este
caso, se prefiere que el paso del husillo de arrastre esté
seleccionado para aumentar al máximo la relación de movimiento de
dicho cabezal de marcado por vuelta del husillo, sin permitir que el
peso del cabezal del marcador venza dicho par de ranura y haga
girar el husillo de arrastre por el efecto de la gravedad.
De hecho, el paso del husillo de arrastre se
puede seleccionar para aumentar al máximo la relación de movimiento
de dicho cabezal de marcado por vuelta del husillo sin permitir que
el peso del cabezal del marcador venza dicho par de ranura y haga
girar el husillo de arrastre por el efecto de aceleraciones causadas
por el manejo normal del dispositivo.
Por "manejo normal" se entiende, cuando el
dispositivo es de mano, el tipo de manejo al que se puede someter
un dispositivo de este tipo cuando está siendo manipulado por un
usuario durante un trabajo concreto, o cuando se transporta entre
trabajos. Cuando el dispositivo está montado sobre un brazo
robotizado, el manejo normal implica el tipo de manejo al que un
brazo robotizado sometería al dispositivo durante su puesta en
funcionamiento del dispositivo.
Dicho segundo motor también puede tener un par
de ranura resistente a la rotación del mismo cuando se desexcita.
En este caso, se prefiere que el cabezal de marcador, el bastidor
del carro y el brazo de extensión tengan un centro de gravedad que
sea lo bastante coincidente con dicho eje del husillo como para que
cualquier desequilibrio del mismo no acabe venciendo dicho par de
ranura y haciendo pivotar el cabezal del marcador alrededor del eje
del husillo por el efecto de la gravedad.
De hecho, dicho centro de gravedad puede ser lo
bastante coincidente con dicho eje del husillo como para que
cualquier desequilibrio del mismo no acabe venciendo dicho par de
ranura y haciendo pivotar el cabezal del marcador alrededor del eje
del husillo por el efecto de aceleraciones causadas por el manejo
normal del dispositivo.
Con preferencia, el dispositivo marcador de la
presente invención comprende además:
medios de control, que controlan el
funcionamiento de los motores primero y segundo, guiando el cabezal
de marcado para que siga un recorrido determinado por dichos medios
de control sobre un campo de aplicación del cabezal de marcador, en
el que:
dichos medios de control incluyen medios para
contrarrestar el efecto que tienen los movimientos de dicho segundo
motor sobre la posición del cabezal de marcador en dicha primera
dirección.
Con preferencia, dichos medios de contrarresto
están bajo control de soporte lógico de dichos medios de control y
superponen un mandato de movimiento, para hacer girar dicho primer
motor en una cantidad suficiente para contrarrestar dicho efecto de
movimientos del segundo motor, a cualquier movimiento requerido del
primer motor.
En lo sucesivo, la descripción se describe más
detenidamente a título de ejemplo, con referencia a los dibujos que
se adjuntan, en los que:
la Figura 1 es una vista en perspectiva de un
marcador de alta velocidad según la presente invención, de la que
se omite parte de su bastidor de base y sin mostrarse ninguna
correa;
la Figura 2 es una vista desde arriba del
marcador de la Figura 1;
la Figura 3 es una vista en perspectiva del
fondo del marcador de la Figura 1;
la Figura 4 es una vista desde abajo del
marcador de la Figura 1;
la Figura 5 es una vista desde un lado del
marcador de la Figura 1 en dirección de la flecha A en la Figura 1
y de la que está retirada una placa lateral del bastidor de
base.
Con referencia a la Figura 1, un dispositivo
marcador 10 según la presente invención tiene un bastidor de base
1 en forma de dos placas de base laterales 12, 14. Un primer motor
16 está fijado en una placa lateral 12 y un segundo motor 18 está
fijado en el bastidor en la otra placa lateral 14.
Un husillo de arrastre 20 va en montaje
rotatorio por medio de cojinetes 27, 29 en el bastidor 1, entre las
placas 12, 14, alrededor de un eje de husillo 22. El husillo de
arrastre 20 es arrastrado por el primer motor 16 por medio de una
correa (no mostrada) alrededor de una polea 25 de motor sobre el
inducido del motor 16, y una polea 24 del husillo sobre el husillo
de arrastre 20.
Un cabezal de marcado 30 es deslizante sobre una
barra 32 de un bastidor 40 del carro. El bastidor 40 del carro
tiene dos brazos 34, 36, uno a cada lado de la barra 32. Los brazos
34, 36 están articulados sobre cojinetes 35, 37 sobre el husillo de
arrastre 20. El husillo de arrastre 20 únicamente está provisto de
rosca entre los brazos 34, 36.
El cabezal de marcado tiene un cuerpo 38, en
cuyo extremo delantero está formado un marcador de martillado de
puntos 42 que tiene una estructura convencional. Éste es del tipo
que tiene un orificio 44 para conexión a una fuente de aire a
presión. Cuando se le suministra este aire, una aguja (no visible)
se acciona repetidamente a través de un orificio terminal 46 de
modo que se impactan puntos sobre una superficie metálica sobre la
que se traza el marcador 42.
La rotación del husillo de arrastre 20 impulsa
el cabezal de marcado 30 en una primera dirección
(Y-Y en la Figura 1) paralela a dicho eje de
husillo 22. El eje de husillo atraviesa una zona central del cuerpo
38 y una tuerca antivibración 48 sujeta en el cuerpo 38. El extremo
trasero del cuerpo 38 tiene un elemento corredizo 52 que se desliza
sobre la barra 32.
El bastidor 40 del carro está montado con
cojinete sobre el husillo de arrastre 20 para permitir que pivote
alrededor del eje de husillo 22. El segundo motor 18, fijado en el
bastidor 1, está dispuesto de modo que hace pivotar el bastidor 40
del carro alrededor del eje de husillo 22 y desplaza el cabezal de
marcado 30 en una segunda dirección, ortogonal (X-X
en la Figura 1).
El segundo motor 18 tiene una correa dentada 58
(mostrada sólo en la Figura 5) que engrana con una polea 60 del
motor del segundo motor 18 y dos poleas-guía 62, 64
montadas sobre cojinete en la placa 14 del bastidor 1. Las poleas
62, 64 están posicionadas sobre el bastidor 1 entre el segundo motor
18 y el eje de husillo 22 de tal modo que son equidistantes de los
mismos.
El brazo 36 del bastidor 40 del carro tiene una
extensión 66 que se prolonga hacia las dos
poleas-guía 62, 64. La extensión 66 tiene una
superficie de contacto 68 contra la que se presiona la correa 58 por
su propia tensión entre las dos poleas-guía 62, 64.
La superficie de contacto 68 tiene una curvatura centrada en el eje
de husillo 22 de radio tal que su sección está en íntimo contacto
con la correa 58 entre las dos poleas 62, 64. Además, tiene una
extensión circunferencial de tal modo que casi puede estar en
contacto con cada polea 62, 64 al mismo tiempo. Esta extensión es
tal que la extensión 66 puede incluso estar en íntimo contacto con
la correa 58 para todos los ángulos de pivotamiento requeridos del
cabezal de marcado. La correa 58 en sí se mantiene a la misma
tensión en todas las posiciones angulares. La correa 58 está
físicamente sujeta a la extensión 66 mediante un tornillo 70, pero,
de hecho, el agarre a la superficie de contacto por la correa
desviada 58 y la tensión en la correa 58 pueden ser suficiente
conexión entre ellos. De hecho, al tener simplemente una conexión
por contacto con la correa 58, el ángulo de giro alcanzable puede
ser mayor que el ángulo entre las poleas 62, 64 (subtendido en el
eje de husillo 22). El contacto íntimo y la tensión podrían
proporcionar suficiente fricción entre la extensión 66 y la correa
58 para permitir un rápido movimiento de giro antideslizante del
bastidor del carro alrededor del eje 22 y el movimiento del cabezal
de marcado 30 en la segunda dirección.
La relación y las magnitudes relativas del radio
de la extensión 66 y la distancia entre el eje de husillo 22 y la
punta 46 del cabezal de marcado 30 también influyen en la exigencia
de par del segundo motor 18. La colocación del segundo motor 18 y
los tamaños de las poleas 60, 62/64 también influyen en la segunda
distancia de movimiento. Así, para cualquier forma de realización
de la presente invención, la velocidad y magnitud del movimiento en
la segunda dirección, la velocidad y el par del segundo motor, la
relación entre tamaños de las poleas y la relación y magnitudes
relativas del radio de la extensión 66 y la distancia entre el eje
de husillo 22 y la punta del cabezal 46 de marcado están todas ellas
mutuamente relacionadas. Se precisa por lo tanto una selección
adecuada de estos parámetros para lograr la velocidad y magnitudes
de movimiento en la segunda dirección deseadas.
Con respecto al primer motor 16, la relación
entre tamaños de las poleas 24, 25 es tal que una pequeña rotación
del primer motor 16 provoca una rotación más grande del husillo de
arrastre 20, que da más movimiento en la primera dirección del
cabezal de marcado 30. De hecho, la relación es de aproximadamente
3:1 de las poleas 25, 24.
El husillo de arrastre 20 tiene un paso de rosca
tal que, por cada revolución del husillo, el cabezal de marcado se
desplaza una distancia de aproximadamente 10 mm en la primera
dirección. Aunque las roscas de paso pequeño son aceptables para
motores muy rápidos, para el movimiento rápido del cabezal de
marcado 30 es necesario un paso de rosca más grande. Como
consecuencia, cada rotación del motor produce un movimiento de
traslación de aproximadamente 30 mm del cabezal 30 en la dirección
de Y.
Cuando el primer motor 16 está estacionario,
pero el segundo motor 18 gira de manera que hace pivotar el cabezal
de marcado 30 en la segunda dirección, de X, el cabezal de marcado
30 también se desplaza ligeramente en la primera dirección, de Y.
Ello tiene como potencial resultado un ligero movimiento diagonal,
en lugar de un puro movimiento del cabezal 30 en la dirección de X.
Este movimiento diagonal se debe a que el husillo de arrastre 20 se
mantiene estacionario y, por lo tanto, la propia tuerca 48 se
enrosca en el husillo 20 en una pequeña medida cuando se hace
pivotar el cabezal de marcado 30. Sin embargo, este efecto puede
adaptarse, mediante corrección por soporte lógico para poner en
marcha el motor 16 de modo que superponga una componente de
rotación del husillo 20 al que de otro modo sería su movimiento
deseado (si lo hubiera), componente que es idéntica al pivotamiento
del cabezal 30 que lleva a cabo el motor 18.
De hecho, huelga decir que se proporcionan
medios de control (aunque no se muestran ni se desarrolla su
descripción detallada) para controlar las rotaciones de los motores
primero y segundo 16, 18, de modo que hacen que el cabezal de
marcador atraviese un campo de movimiento de manera que traza un
motivo que da por resultado un marcado útil de un objeto situado
dentro de ese campo. Los expertos en la materia están familiarizados
con tales medios de control y aprecian que estos, con frecuencia,
incluyen control por soporte lógico para calcular los movimientos
necesarios de los motores, para lograr el motivo deseado.
La presente invención sugiere una función de
contrarresto por parte de tal soporte lógico para anular el efecto
de los movimientos en la dirección de X sobre la posición del carro
en la dirección de Y. Los expertos en la materia serán capaces de
efectuar tal función de contrarresto, sin más descripción en este
documento.
Cuando el eje de husillo 22 está en un plano
fundamentalmente horizontal y se desexcitan los motores 16, 18, el
cabezal de marcado 30 puede verse afectado por la gravedad, o
aceleraciones del manejo normal, provocando quizá un movimiento en
la segunda dirección. De igual forma, si el eje está posicionado
verticalmente en una aplicación diferente, el cabezal de marcado
puede "caerse" del eje de husillo 20, haciendo girar el motor
16. El par de ranura, debido a los imanes permanentes en los motores
paso a paso, tiende a resistirse a la rotación del motor y puede
mantener estacionario el cabezal de marcado 30 en todas las
posiciones.
Esto se logra, en el caso de la primera
dirección de Y, y el motor 18, al ser el centro de gravedad del
bastidor 40 del carro y el cabezal de marcado 30 sustancialmente
coincidente con el eje 22. En el caso de la segunda dirección de X
y el primer motor 16, esto se logra reduciendo al mínimo el peso del
cabezal de marcado 30 y su carro. Existe un conflicto natural
entre, por una parte, el largo paso de la rosca 20 y la relación de
la polea al motor de arrastre 16 (que se aumentan ambos al máximo
para incrementar la velocidad de movimiento del cabezal de marcado
en la dirección de Y) y, por otra parte, el hecho de que esto
facilita que la gravedad venza el par de ranura del motor. A la
inversa, las medidas que permiten una velocidad todavía mayor (es
decir, menos masa del cabezal de marcado 30 y mayor capacidad de
par del motor) reducen ambas la tendencia al deslizamiento bajo
excitación nula. En la presente disposición, el peso combinado del
cabezal de marcador y su carro es aproximadamente 300 g. Dadas las
relaciones de desmultiplicación anteriormente mencionadas, un par de
ranura del motor 16 de aproximadamente 28 mNm es adecuado para
impedir que el marcador/carro caiga por el husillo 20 cuando está
vertical y no hay excitación del motor 16.
Así pues, es también por estas razones por lo
que el cabezal de marcado es un marcador de una sola aguja, de
movimiento alternativo, de accionamiento neumático.
El dispositivo compacto y relativamente ligero
está adaptado para conexión al extremo de brazos robotizados, por
ejemplo, o para instalación en máquinas de marcado estáticas.
También se puede usar en aplicaciones portátiles.
Los motores 16, 18 son idealmente motores para
los que es posible un control preciso de posición. Sin embargo, la
realimentación de posición inicial es deseable en el caso de
deslizamiento de la correa. Por lo tanto, unos sensores 74, 76
sobre la barra 32 del bastidor del carro detectan posiciones finales
del cabezal de marcado 30 en las direcciones de X e Y,
respectivamente. Unos elementos de detección 78, 80 están
posicionados en el bastidor de base 1 y el cabezal de marcado 30,
respectivamente, para activar los sensores 74, 76 cuando el cabezal
alcanza respectivas posiciones iniciales en las direcciones X e
Y.
Los motores 16, 18 están dentro de los confines
del bastidor 1, permitiendo una disposición compacta. El eje rotor
de cada uno de los motores está paralelo al eje del husillo y
espaciado del mismo. El par de un motor paso a paso puede
aumentarse mediante un aumento de longitud de apilamiento. Los
motores 16, 18, puesto que están desalineados entre sí, permiten
efectuar variaciones de la longitud de apilamiento sin requerir una
variación del diseño del dispositivo marcador 10.
Las placas de bastidor 12, 14, dado que están
separadas una de la otra, necesitan estar rígidamente conectadas
entre sí, y esto se logra convenientemente mediante una envoltura
(no mostrada) para el dispositivo marcador, quizá en forma de un
perfil extrudido de sección en cajón en la que puede deslizarse el
dispositivo marcador 10 como etapa final de ensamblaje,
asegurándolas a la pared de la envoltura unos tornillos (no
mostrados) a través de la pared de la envoltura y dentro de
agujeros roscados en las placas del bastidor de base.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante no tiene otro propósito que servir de ayuda al lector y
no forma parte del documento de Patente Europea. A pesar de la gran
atención dedicada a su confección, no puede descartarse la
presencia de errores u omisiones, en cuyo caso la OEP declina toda
responsabilidad.
- \bullet US 4808018 A [0008][0010]
- \bullet US 5368400 A [0011]
- \bullet EP 0591092 A [0010]
- \bullet US 6135022 A [0012]
- \bullet US 5316397 A [0010]
- \bullet US 4089262 A [0013]
Claims (24)
1. Un dispositivo marcador (10) que
comprende:
un bastidor de base (1);
un primer motor (16), fijado en el bastidor de
base;
un bastidor de carro (40), montado sobre pivote
en el bastidor de base alrededor de un eje de husillo (22);
un cabezal de marcado (30), montado sobre el
bastidor del carro para desplazarse sobre el mismo en una primera
dirección (Y) paralela a dicho eje del husillo, comprendiendo el
cabezal de marcado una aguja de marcado (46) de accionamiento
neumático, en continuo movimiento alternativo; y
un husillo de arrastre (20), en montaje
rotatorio en el bastidor a lo largo de dicho eje del husillo y
siendo impulsado por dicho primer motor, estando el bastidor del
carro montado con cojinete sobre dicho husillo de arrastre para
permitir dicho pivotamiento alrededor de dicho eje del husillo y
siendo accionado el cabezal de marcado en dicha primera dirección
mediante rotación de dicho husillo;
caracterizado porque el dispositivo
marcador comprende además:
un segundo motor (18), fijado en el bastidor
accionando una correa (58) alrededor de dos poleas (62, 64);
un brazo de extensión (66) del bastidor del
carro, que es accionado por dicha correa para efectuar dicho
pivotamiento del bastidor del carro alrededor del husillo de
arrastre; y
medios (68) que mantienen la tensión de la
correa en todas las posiciones del bastidor del carro.
2. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 1, en el que los ejes de las poleas (62, 64) son
sustancialmente paralelos a dicho eje (22) del husillo.
3. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 1 ó 2, en el que dichos medios tensores comprenden
una superficie arqueada (68) de dicho brazo de extensión limitando
con la correa entre dichas poleas y desviando la correa de modo que
quede situada entre las poleas sustancialmente en el mismo arco en
todas las posiciones del brazo de extensión.
4. Un dispositivo marcador según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dicho brazo de
extensión está fijado a dicha correa entre dichas poleas.
5. Un dispositivo marcador según las
reivindicaciones 3 y 4, en el que la correa está fijada a dicha
superficie arqueada en el centro de la misma.
6. Un dispositivo marcador según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dichas poleas son
poleas-guía (62, 64) montadas con cojinete sobre el
bastidor de base (14), accionando la correa una polea (60) del
motor, accionada por dicho segundo motor.
7. Un dispositivo marcador según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que una polea (24) para
husillo de arrastre está dispuesta sobre el husillo de arrastre
(20), transmitiendo el accionamiento una correa desde dicho primer
motor (16) al husillo de arrastre por medio de dicha polea para
husillo de arrastre.
8. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 7, en el que la polea para husillo de arrastre está
dispuesta entre el bastidor (40) del carro y el bastidor de base
(12).
9. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 7 u 8, en el que el husillo de arrastre tiene un paso
de rosca de entre 0,05 y 0,5 vueltas por milímetro y dicha polea
para husillo de arrastre proporciona una reducción del par con una
relación de transmisión entre 2:1 y 4:1, por lo que dicho motor
produce un movimiento de traslación entre 0,01 y 0,1 vueltas por
milímetro del carro en el bastidor del carro.
10. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 9, en el que el husillo de arrastre tiene un paso de
rosca de aproximadamente 0,1 vueltas por milímetro y dicha polea
para husillo de arrastre proporciona una reducción del par con una
relación de transmisión de aproximadamente 3:1, por lo que dicho
motor produce un movimiento de traslación de aproximadamente 0,03
vueltas por milímetro del carro en el bastidor del carro.
11. Un dispositivo marcador según cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 10, en el que dicho brazo de extensión
(66) está sobre el bastidor (40) del carro en un extremo de dicho
husillo de arrastre (20) y dicha polea para husillo de arrastre
(24) está en el otro extremo de dicho husillo de arrastre.
12. Un dispositivo marcador según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el bastidor (40) del
carro comprende una barra (32) sobre la que se desliza el cabezal de
marcado y que está dispuesta paralela a dicho husillo de
arrastre.
13. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 12, en el que el cabezal de marcado comprende un
cuerpo (38) que tiene un extremo delantero, que transporta dicha
aguja de marcado, y un extremo trasero por cuyo intermedio está
conectado el cabezal de marcado a dicha barra, atravesando el
husillo de arrastre una tuerca (48) en el cuerpo entre medias de
dichos extremos.
14. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 12 ó 13, en el que dicha barra tiene en cada uno de
sus extremos un brazo (34, 36) giratorio sobre cojinetes (35, 37)
en dicho husillo de arrastre.
15. Un dispositivo marcador según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que ambos motores (16, 18)
están dispuestos a efectos de rotación alrededor de ejes paralelos
al husillo de arrastre y están desalineados entre sí y, en relación
con el cabezal de marcado (30), están dispuestos detrás del bastidor
(40) del carro.
16. Un dispositivo marcador según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el bastidor de base
comprende dos placas (12, 14), llevando instalado cada una un motor
y llevando instalado cada una, para rotación en la misma, un
extremo del husillo de arrastre.
17. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 16, en el que un tercer componente de base vincula
rígidamente entre sí dichas placas (12, 14) del bastidor.
18. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 17, en el que dicho tercer componente de base es una
envoltura para el dispositivo marcador en forma de sección en cajón
en cuyo interior se desliza el dispositivo marcador para el
ensamblaje final.
19. Un dispositivo marcador según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dicho primer motor
tiene un par de ranura resistente a la rotación del mismo cuando se
desexcita, y en el que el paso del husillo de arrastre se
selecciona para aumentar al máximo la relación de movimiento de
dicho cabezal de marcado por vuelta del husillo, sin permitir que
el peso del cabezal del marcador venza dicho par de ranura y haga
girar el husillo de arrastre por el efecto de la gravedad.
20. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 19, en el que el paso del husillo de arrastre se
selecciona para aumentar al máximo la relación de movimiento de
dicho cabezal de marcado por vuelta del husillo, sin permitir que
el peso del cabezal del marcador venza dicho par de ranura y haga
girar el husillo de arrastre por el efecto de aceleraciones
causadas por el manejo normal del dispositivo.
21. Un dispositivo marcador según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dicho segundo motor
tiene un par de ranura resistente a la rotación del mismo cuando se
desexcita, y en el que el cabezal del marcador, el bastidor del
carro y el brazo de extensión tienen un centro de gravedad que es lo
bastante coincidente con dicho eje del husillo como para que
cualquier desequilibrio del mismo no acabe venciendo dicho par de
ranura y haciendo pivotar el cabezal del marcador alrededor del eje
del husillo por el efecto de la gravedad.
22. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 21, en el que dicho centro de gravedad es lo bastante
coincidente con dicho eje del husillo como para que cualquier
desequilibrio del mismo no acabe venciendo dicho par de ranura y
haciendo pivotar el cabezal del marcador alrededor del eje del
husillo por el efecto de aceleraciones causadas por el manejo
normal del dispositivo.
23. Un dispositivo marcador según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, que comprende además:
medios de control, que controlan el
funcionamiento de los motores primero y segundo guiando el cabezal
de marcado para que siga un recorrido determinado por dichos medios
de control sobre un campo de aplicación del cabezal de marcador, en
el que:
dichos medios de control incluyen medios para
contrarrestar el efecto que tienen los movimientos de dicho segundo
motor sobre la posición del cabezal de marcador en dicha primera
dirección.
24. Un dispositivo marcador según la
reivindicación 23, en el que dichos medios de contrarresto están
bajo control de soporte lógico de dichos medios de control y
superponen un mandato de movimiento, para hacer girar dicho primer
motor en una cantidad suficiente para contrarrestar dicho efecto de
movimientos del segundo motor, a cualquier movimiento requerido del
primer motor.
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