ES2343345B1 - Robot desescoriador. - Google Patents
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Abstract
Robot desescoriador.
Es del tipo utilizado en operaciones de
desnatado, limpieza y agitación del metal fundido en hornos
industriales.
Se encuentra suspendido de dos vigas carrileras
(3, 4) dispuestas horizontalmente a un nivel superior al de la boca
de horno (2), siendo portadoras de sendos raíles (5, 6) de
desplazamiento de un carro portante (7) provisto de unas columnas
(8) en las que se desplaza verticalmente un soporte (9) al que es
solidario un mástil horizontal (10). El mástil horizontal (10) es a
su vez portador de unas guías laterales (11) para deslizamiento de
un segundo carro (12) al que está unido articuladamente un brazo
telescópico (13) inferior a él y cuyo extremo libre incluye una pala
(14) que realiza las operaciones de limpieza, desnatado o agitación
del metal fundido. La pala (14) puede así entrar y salir fácilmente
del horno al estar asistida de movimientos en todas direcciones, con
control manual o automático.
Description
Robot desescoriador.
La presente invención, según lo expresa el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un robot
desescoriador y como su nombre indica es de aplicación a hornos
industriales, cuyas características de construcción y diseño
permiten una gran accesibilidad al horno para facilitar la limpieza
interior del mismo, así como reducir las pérdidas de metal, reducir
los daños causados al horno y aumentar la seguridad del operario que
maneja la máquina.
La demanda de un aumento de calidad, por parte
de los clientes, de las piezas fundidas de aluminio u otros metales,
ha obligado a las ingeniarías de hornos a diseñar equipos de
limpieza con gran accesibilidad al interior de los hornos para poder
facilitar las labores de limpieza.
Es fundamental que los utensilios para la
limpieza y el desescoriado, puedan introducirse con facilidad en la
cámara del horno accediendo a toda la superficie del baño, así como
a las paredes y fondo del mismo.
Por otras parte, el tamaño de los hornos ha ido
aumentando paulatinamente y aquellas operaciones que originalmente
se hacían manualmente sin grandes esfuerzos, como la agitación del
baño y el desescoriado, se tornaron inviables salvo que se
recurriera a medios mecánicos, manejados manualmente por un
operario.
El primer paso de adaptación a la nueva
situación fue recurrir a carretillas elevadoras, a cuyas uñas se
acoplaba un útil. Aunque este sistema todavía se sigue empleando en
muchas fundiciones, se trata de un sistema impreciso que arrastra
además de las escorias que se pretenden retirar, metal líquido, con
la consiguiente pérdida económica.
Posteriormente se recurrió al diseño de máquinas
desescoriadoras específicas para este fin, siendo las mismas
autopropulsadas con desplazamiento libre, presentando el
inconveniente de ser máquinas de gran tamaño y por lo tanto poco
operativas, o máquinas desescoriadoras que se desplazan sobre raíles
condicionando el layout de la fundición e incluso llegando a
interferir con el cargador del horno.
El desescoriado de un horno de fusión de
aluminio por ejemplo, es un proceso que se lleva a cabo una vez
fundido el metal y, como su nombre indica, consiste en retirar la
escoria (óxido de aluminio) que contiene el horno antes de colar el
metal a un molde, máquina de colada, etc.
Durante el desescoriado, junto a la escoria, se
retira involuntariamente parte del aluminio líquido contenido en el
horno, hecho que se desea minimizar al ser un elemento muy
valioso.
Además del desescoriado, en los hornos es
necesario limpiar con cierta frecuencia las paredes de los mismos
para evitar tanto la disminución del volumen útil como la
contaminación del metal si la aleación anterior contenía aleantes
indesados, siendo esta operación complicada y poco precisa con las
máquinas existentes actualmente.
En líneas generales, el robot desescoriador,
objeto de la presente invención, presenta como especial
característica funcional el hecho de que se desplaza de forma aérea
sobre unas vigas carrileras que se encuentran a un nivel superior
respecto de la boca del horno, evitando de este modo condicionar el
layout de la fundición e interferir con el cargador del
horno.
horno.
Es un robot ligero, por lo que permite una mayor
precisión en sus movimientos y además hace posible realizar el
desescoriado de forma automática mediante programación PLC o por el
operario desde un pupitre de mandos y monitorizado con vigilancia
remota.
Por lo tanto, gracias a las características
técnico-constructivas del robot desescoriador que
la invención propone, se realizan las operaciones de desnatado del
baño, agitación del metal fundido, limpieza de las paredes laterales
del horno y fondo del mismo, consiguiendo un aumento en la seguridad
del operario que maneja la máquina gracias a la monitorización del
proceso. Se obtiene una reducción de las pérdidas de metal gracias
al mejor control de los movimientos de la máquina y también se logra
una reducción de los daños causados al horno, al regularse con
precisión los diferentes recorridos y esfuerzos a realizar en cada
uno de los movimientos de la máquina.
En las vigas carrileras se encuentran solidarios
sendos raíles de desplazamiento de un carro portante que incluye
unos rodillos motorizados y en el que existen dos columnas en las
que a su vez se desplaza verticalmente un soporte que se extiende en
un mástil horizontal portador de dos guías laterales de
deslizamiento hacia delante y hacia atrás, de un segundo carro al
que está vinculado un brazo de estructura telescópica dispuesta de
forma en general paralela al mástil horizontal. En el extremo libre
del brazo queda sujeta una pala encargada de realizar las
operaciones pertinentes de limpieza, desnatado o agitación del metal
fundido. Dicho brazo telescópico puede además moverse angularmente
en el plano vertical mediante la acción de un cilindro
hidráulico.
Con esta disposición, el funcionamiento del
robot desescoriador es el siguiente:
Una vez que se ha situado frente a la puerta de
acceso al interior del horno, se abre la puerta y se introduce el
brazo telescópico de actuación en el seno de la cámara. Acto
seguido, el brazo telescópico bascula en el plano vertical de modo
que la pala se introduce en la capa de escorias o en el propio baño,
dependiendo de si la operación es de desnatado o de agitación del
metal fundido respectivamente.
En la operación de desnatado, la retracción del
brazo extrae las escorias que se encuentran flotando en la capa
superior del metal fundido, pasando a quedar depositadas en los
contenedores situados junto a la puerta, en el exterior del
horno.
La operación de agitación del metal fundido se
realiza mediante movimientos alternativos de avance y retroceso del
brazo con la pala introducida en el aluminio.
El robot desescoriador incorpora cámaras de
vídeo conectadas a una pantalla, de forma que el operador puede
controlar los movimientos en las operaciones de desnatado y
agitación del metal fundido y actuar sobre el robot desescoriador a
distancia, evitando las condiciones de calor, salpicaduras de metal
fundido, etc., inevitables al trabajar en las proximidades de la
boca del horno.
Por último, las operaciones de limpieza del
interior del horno se pueden realizar de forma manual dirigiendo el
robot desescoriador desde un pupitre de mandos gracias a la ayuda de
las cámaras, o bien de modo automático, para lo cual el robot lleva
instalado una software que copia la forma de las paredes laterales y
del fondo del horno, permitiendo realizar la limpieza del horno
pulsando un simple botón.
Gracias que el robot desescoriador se traslada
mediante las vigas carrileras superiores, no interfiere con el
cargador del horno.
Para facilitar la comprensión de las
características de la invención y formando parte integrante de la
presente memoria descriptiva, se acompañan unas hojas de planos en
cuyas figuras, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha
representado lo siguiente.
Figura 1. Es una vista en perspectiva de un
robot desescoriador construido acorde con la invención y acoplado a
la boca de un horno industrial mostrado parcialmente.
Figura 2. Es una vista en perspectiva del mismo
robot mostrado aisladamente.
Figura 3. Es una vista en perspectiva del mismo
horno de la figura 1 incluyendo distintas posiciones esquemáticas
del movimiento del brazo telescópico del robot.
Haciendo referencia a la numeración adoptada en
las figuras podemos ver cómo el robot desescoriador que la invención
propone está referenciado en general con el número (1) y acoplado a
un nivel superior de la boca del horno industrial (2) mostrado
parcialmente en la figura 1.
Las guías carrileras están dispuestas
horizontalmente, una superior (3) y otra inferior (4), siendo
portadoras de respectivos raíles (5) y (6) de desplazamiento guiado
de un carro portante (7) que así puede desplazarse mediante rodillos
motorizados hacia uno u otro lateral del horno.
Este carro portante (7) incluye dos columnas (8)
en las que se guía verticalmente un soporte (9) del que parte un
mástil horizontal (10), perpendicular a la boca del horno y que
cuenta con dos guías laterales (11) en las que a su vez se desplaza
un segundo carro (12) de avance y retroceso en dirección
perpendicular a la boca del horno (2). El segundo carro (12) incluye
un brazo telescópico (13) que se sitúa debajo del mástil, dirigido
hacia la boca del horno (2) y rematado en su extremo en una pala
(14) que así puede introducirse y salir del horno (2) para rascar
las paredes y fondo del mismo, retirar la escoria formada
(desnatado), o agitar el metal fundido, o bien, extraer este último
dependiendo del momento o de la operación a efectuar.
El brazo telescópico (13) articula en un punto
inferior del segundo carro (12) y está asistido por un cilindro
hidráulico (15) para dotarle de movimiento angular en un plano
vertical.
El brazo telescópico (13) y más concretamente la
pala (14) puede así fácilmente entrar y salir del horno, desplazarse
hacia arriba o hacia abajo, a izquierda y derecha, rotar
horizontalmente así como adquirir las posiciones angulares deseadas
para cumplir fielmente su cometido.
Las maniobras se controlan desde un pupitre de
mandos y visualización a través de cámaras de vídeo y pantalla.
También se ha previsto un control automático al incorporar al robot
un software para efectuar una total limpieza del horno (2).
El robot (1) no interfiere con el cargador (16)
del horno (2) al estar suspendido de las vigas carrileras (3) y
(4).
Claims (4)
1. Robot desescoriador, del tipo utilizado en
las operaciones de desnatado, limpieza y agitación del metal fundido
en hornos industriales, caracterizado porque está constituido
por dos vigas carrileras (3, 4) dispuestas horizontalmente en un
nivel superior al de la boca del horno, portadoras de sendos raíles
(5, 6) de desplazamiento de una carro portante (7) con rodillos
motorizados, provisto éste a su vez de unas columnas (8) en las que
es desplazable verticalmente un soporte (9) al que es solidario un
mástil horizontal (10) portador de unas guías laterales (11) de
deslizamiento para un carro (12) de avance y retroceso respecto de
la boca del horno, estando vinculado a este último un brazo
telescópico (13) paralelo e inferior al mástil horizontal (10) y
cuyo extremo libre está provisto de una pala (14) encargada de
realizar las operaciones pertinentes de limpieza, desnatado o
agitación del metal fundido.
2. Robot desescoriador, según reivindicación 1,
caracterizado porque el brazo telescópico (13) está asistido
por un cilindro hidráulico (15) para su basculación en un plano
vertical.
3. Robot desescoriador, según reivindicación 1,
caracterizado porque incluye cámaras de vídeo para dirigir
las operaciones desde un pupitre de mandos.
4. Robot desescoriador, según reivindicación 1,
caracterizado porque incluye un software que permite realizar
las operaciones de limpieza de las paredes y fondo del horno de
forma automática.
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