ES2355025B1 - AUTOMATIC MACHINE FOR HANDLING, MACHINING AND TREATMENT OF COLUMNS. - Google Patents
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Abstract
Máquina automática para manipulación, mecanización y tratamiento de columnas, en particular de columnas de farolas (1), que comprende una bancada (2) sobre la que deslizan sendos dispositivos soporte de la columna (5), constituidos por una herramienta cónica y móvil que se adapta en el extremo correspondiente por dentro de la columna para su fijación, y disponen do un motor (6) que transmite un movimiento de giro; y un carro portacabezales (8) que se desplaza paralelamente a la columna apoyado en dichas vigas longitudinales (4), en la zona existente entre ambos dispositivos de soporte (5), y porta los cabezales con diferentes herramientas comandadas por control numérico que actúan en dirección perpendicular al eje de la columna.Automatic machine for manipulation, mechanization and treatment of columns, in particular of lamppost columns (1), comprising a bench (2) on which two column support devices (5) slide, constituted by a conical and mobile tool that it adapts at the corresponding end inside the column for fixing, and they have a motor (6) that transmits a turning movement; and a head carriage (8) that moves parallel to the column supported on said longitudinal beams (4), in the area between both support devices (5), and carries the heads with different tools commanded by numerical control that act in direction perpendicular to the axis of the column.
Description
Máquina automática para manipulación, mecanización y tratamiento de columnas. Automatic machine for manipulation, mechanization and treatment of columns.
Objeto de la invención Object of the invention
La máquina la invención ha sido diseñada para automatizar el proceso de fabricación de columnas, siendo su objetivo convertir todas las operaciones a realizar sobre las columnas y sus movimientos en un único proceso que se efectúa de manera continuada por la propia máquina, incorporando todo lo que se requiera en cuanto a nuevos ingenios, automatismos, controles y elementos de seguridad. The machine the invention has been designed to automate the process of manufacturing columns, its objective being to convert all the operations to be performed on the columns and their movements into a single process that is carried out continuously by the machine itself, incorporating everything required in terms of new devices, automatisms, controls and security elements.
Antecedentes Background
Los trabajos previos a la pintura de columnas, como elemento soporte de luminarias, se han venido realizando de manera manual desbastando la superficie con lijas, piedras abrasivas o chorros de arena para obtener una superficie adecuada para posteriormente proceder al taladrado, roscado, remachado, etc., con máquinas manuales para permitir el acoplamiento de otros soportes como brazos, muñones, terminales o adornos. A partir de este estado cada industrial procede de diferentes maneras para la ejecución de tratamientos previos a la pintura. The works prior to the painting of columns, as a luminaire support element, have been carried out manually by roughing the surface with sandpaper, abrasive stones or sandblasting to obtain a suitable surface for later drilling, tapping, riveting, etc. ., with manual machines to allow the coupling of other supports such as arms, stumps, terminals or ornaments. From this state, each industrialist proceeds in different ways for the execution of pre-painting treatments.
Cabe aquí, destacar la dificultad y riesgos que supone el movimiento y manipulación de columnas, cuyas dimensiones de hasta 12 m. de longitud y pesos de 160 Kg. hacen que los trabajos manuales a realizar sobre ellas se conviertan en penosos y peligrosos. It is worth mentioning here the difficulty and risks involved in the movement and manipulation of columns, whose dimensions up to 12 m. of length and weights of 160 Kg. make the manual work to be done on them become painful and dangerous.
Descripción general de las acciones-máquina Overview of machine actions
La máquina de la invención comprende los siguientes dispositivos para conseguir los fines propuestos: The machine of the invention comprises the following devices to achieve the proposed purposes:
a) Una bancada o estructura soporte principal que tiene una longitud mayor que la de la columna a manipular, fijada al suelo con elementos de nivelación y formada por dos vigas paralelas. a) A bench or main support structure that is longer than the column to be handled, fixed to the ground with leveling elements and formed by two parallel beams.
b) Sendos dispositivos soporte de la columna, que deslizan desde ambos extremos por dichas vigas para adaptarse a la longitud de la columna, mediante un motor, que están constituidos por una herramienta cónica y móvil que se adapta en el extremo correspondiente por dentro de la columna para su fijación, y disponen de un motor que transmite un movimiento de giro a la columna. b) Two column support devices, which slide from both ends through said beams to adapt to the length of the column, by means of a motor, which are constituted by a conical and mobile tool that adapts at the corresponding end inside the column for fixing, and have a motor that transmits a turning movement to the column.
c) Un carro porta cabezales que se desplaza paralelamente a la columna por medio de un motor, apoyando en dichas vigas longitudinales, en la zona existente entre ambos dispositivos de soporte, y porta los cabezales con diferentes herramientas comandadas por control numérico que actúan en dirección perpendicular al eje de la columna, entre los que se encuentran: c) A carriage carrying heads that travels parallel to the column by means of an engine, resting on said longitudinal beams, in the area between both support devices, and carrying the heads with different tools controlled by numerical control that act in the direction perpendicular to the axis of the column, among which are:
- a. to.
- Varios cabezales con herramientas de abrasión multicapa de diferentes grados, cada uno de los cuales se desplaza y aproxima a la columna con una presión preajustada y mantiene palpadores seguidores que configuran el movimiento en función del descrito por la columna al girar de manera irregular, opcionalmente dotados de un dosificador y distribuidor de un líquido que actúa en la superficie de la columna para un tratamiento posterior, y de un sistema de aspiración de las partículas que se desprenden. Several heads with multilayer abrasion tools of different grades, each of which moves and approaches the column with a preset pressure and maintains follower probes that configure the movement according to that described by the column when turning irregularly, optionally equipped of a dosi fi er and distributor of a liquid that acts on the surface of the column for a subsequent treatment, and of a system of aspiration of the particles that are released.
- b. b.
- Varias unidades de mecanización con diferentes herramientas de taladrado, fusión y roscado. Several machining units with different drilling, fusion and threading tools.
- c. C.
- Una unidad de apoyo con mordazas para sujetar y llevar la columna a una posición fija en la que su eje en la zona que va a ser mecanizada quede alineado con la base y el extremo. A support unit with jaws to hold and bring the column to a fixed position in which its axis in the area to be machined is aligned with the base and the end.
La máquina de la invención incluye además un mecanismo equilibrador angular, constituido por dos barras paralelas que se apoyan eh la placa base de la columna, una vez situada la puerta de registro de la misma hacia la parte superior, que al girar la columna marcan la posición horizontal de la misma con lo que se consigue precisión para realizar las labores de mecanizado en la localización correcta, en relación a la cara de la placa base que coincide con la puerta de registro. The machine of the invention also includes an angular balancing mechanism, consisting of two parallel bars that rest on the base plate of the column, once the registration door of the column has been placed towards the top, which when turning the column marks the horizontal position of the same with which precision is achieved to perform the machining work in the correct location, in relation to the face of the base plate that coincides with the registration door.
Esta máquina dispone también de un mecanismo de compensación de velocidad lineal con relación a la angular, para trabajar en columnas troncocónicas, de forma que a medida que avanza desde la base el carro móvil se sitúa frente a diámetros descendentes, por lo que la superficie a trabajar disminuye a cada paso y si fuese a la misma velocidad lineal la parte final quedaría sobre-trabajada. Para compensarlo se ha dotado al servo del motor que da movimiento lineal al carro de un variador para que la velocidad lineal aumente de manera progresiva a medida que avanza. This machine also has a linear speed compensation mechanism in relation to the angular one, to work on truncated conical columns, so that as it moves from the base, the mobile carriage faces downward diameters, so that the surface work decreases at each step and if it were at the same linear speed the final part would be overworked. To compensate for this, the servo has been provided with the motor that gives linear motion to the car of a drive so that the linear speed increases progressively as it progresses.
Descripción de las figuras Description of the fi gures
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to facilitate the understanding of the characteristics of the invention, a set of drawings is attached to the present specification in which, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:
La figura 1 representa una vista en alzado frontal de la máquina de la invención. Figure 1 represents a front elevational view of the machine of the invention.
La figura 2 una vista en alzado lateral de la máquina desde uno de los extremos. Figure 2 shows a side elevational view of the machine from one end.
La figura 3 una vista en alzado lateral desde una zona intermedia, para ver el carro móvil (8). Figure 3 shows a side elevation view from an intermediate zone, to see the mobile carriage (8).
Realización preferente de la invención Preferred Embodiment of the Invention
La máquina para manipulación y en general fabricación de columnas (1) de farolas, presenta una bancada o estructura soporte principal (2), que tiene una longitud de unos 16 m. para permitir trabajar columnas de hasta 12 m. Fijada al suelo con elementos de nivelación y fijación (3) y construida con dos vigas paralelas (4), unidas entre sí mediante tubo estructural. The machine for handling and in general manufacturing of columns (1) of street lamps, has a main support frame (2), which has a length of about 16 m. to allow to work columns of up to 12 m. Fixed to the ground with leveling and fixing elements (3) and constructed with two parallel beams (4), joined together by structural tube.
En ambos extremos de esta bancada se sitúan las dos bases (13) sobre las que se desplazan y posicionan los dispositivos soporte (5) para fijar la columna y transmitir el giro. Estos dispositivos, con herramientas cónicas de diseño específico, son móviles para que se adapten a las diferentes longitudes de las columnas y tienen una configuración con su parte inferior libre para permitir ocultar en ella el carro móvil (8) con los cabezales de abrasión y mecanización. The two bases (13) on which the support devices (5) move and position themselves are positioned at both ends of this bed to fix the column and transmit the rotation. These devices, with specific design conical tools, are mobile so that they adapt to the different lengths of the columns and have a configuration with their free bottom to allow hiding the mobile carriage (8) with the abrasion and machining heads .
Los movimientos longitudinales de dichas bases (13) se realizan por medio de un motor-reductor (7), apoyando éstas por medio de patines y guías que soportan el peso y las solicitaciones mecánicas, mientras que la transmisión se produce en las bases a través de piñón-cremallera y en los soportes a través de cilindros neumáticos que también tienen la misión de ejercer la presión contra los extremos de la columna. The longitudinal movements of said bases (13) are carried out by means of a motor-reducer (7), supporting these by means of skates and guides that support the weight and mechanical stresses, while the transmission takes place in the bases through of rack and pinion and in the supports through pneumatic cylinders that also have the mission of exerting pressure against the ends of the column.
Las diferentes herramientas y elementos de trabajo están dispuestos sobre un carro móvil (8) que se desplaza paralelamente a la columna (1) y porta los cabezales con diferentes herramientas comandadas por control numérico que actúan en dirección perpendicular al eje de la columna. The different tools and work elements are arranged on a mobile carriage (8) that moves parallel to the column (1) and carries the heads with different tools commanded by numerical control that act in a direction perpendicular to the axis of the column.
Sobre un lateral se localizan los siguientes dispositivos: The following devices are located on one side:
- --
- 3 conjuntos cabezal con herramientas de abrasión multicapa (10) de diferentes grados en forma de disco, con giro transmitido por correa y motor eléctrico. Cada uno de estos conjuntos se desplaza y aproxima a la columna sobre guías movidas por cilindros neumáticos independientes. La presión se preajusta y es mantenida por palpadores seguidores (con diseño específico de su perfil desarrollado por experimentación) que configuran el movimiento en función del descrito por la columna al girar de manera irregular. 3 head sets with multi-layer abrasion tools (10) of different grades in the form of a disk, with belt-driven rotation and electric motor. Each of these sets moves and approaches the column on guides moved by independent pneumatic cylinders. The pressure is preset and is maintained by follower probes (with a speci fi c design of its profile developed by experimentation) that configure the movement according to the one described by the column when turning irregularly.
- --
- Un conjunto dosificador y distribuidor de un líquido, que en este caso provoca una reacción química en la superficie necesaria para el tratamiento posterior que sufrirá la columna. A dosing unit and distributor of a liquid, which in this case causes a chemical reaction on the surface necessary for the subsequent treatment that the spine will undergo.
- --
- La superficie de apoyo se cierra con sistema de aspiración para retener las partículas que se van desprendiendo. The support surface is closed with a suction system to retain the particles that are detached.
Sobre el otro lateral se localizan los siguientes dispositivos: The following devices are located on the other side:
- --
- 3 unidades de mecanización (11) con diferentes herramientas de taladrado, fusión y roscado. Con posibilidad de incorporar otro tipo de herramienta que pueda ser necesaria en el futuro. 3 machining units (11) with different drilling, fusion and threading tools. With the possibility of incorporating another type of tool that may be necessary in the future.
- --
- Una unidad de apoyo con mordazas (12) para sujetar y llevar la columna a una posición fija en la que su eje en la zona que va a ser mecanizada quede alineado con la base y el extremo. Una vez posicionada en ese punto la mordaza mantiene la columna en esta posición correcta mientras las tres unidades de mecanización realizan su trabajo. A support unit with jaws (12) to hold and bring the column to a fixed position in which its axis in the area to be machined is aligned with the base and the end. Once positioned at that point the jaw keeps the column in this correct position while the three machining units do their job.
- --
- Elemento dosificador de productos refrigerantes o lubricantes para cuando alguna herramienta lo requiera. Dosing element of refrigerant or lubricant products for when a tool requires it.
El trabajo de este carro móvil (8) y todos sus dispositivos comienza posicionándose en el extremo que corresponde a la placa base y cuando la columna comienza a girar, el carro se aproxima comenzando los trabajos de desbaste, lijado y tratamiento químico mientras se desplaza desde la base de la columna hasta el extremo. En segundo lugar el carro va a las posiciones de mecanizado, la unidad de mordaza lleva la columna a su posición vertical óptima la sujeta y las unidades de mecanizado ejecutan su trabajo (taladrados, fusión, roscado, pasacables, etc.). The work of this mobile carriage (8) and all its devices begins by positioning itself at the end that corresponds to the base plate and when the column begins to turn, the car approaches approaching the work of roughing, sanding and chemical treatment while traveling from the base of the column to the end. Secondly, the car goes to the machining positions, the jaw unit takes the column to its optimum vertical position and the machining units carry out their work (drilling, fusion, threading, cable glands, etc.).
La alimentación y evacuación de las columnas (1) se realiza desde la parte superior para no interferir con el resto de dispositivos de la máquina. Para ello se dispone una estructura soporte compuesta por dos columnas sobre las que se apoyan sendas vigas tipo celosía que sirven de guía para el movimiento horizontal de dos desplazadores transversales con un par de brazos de manipulación cada uno. Este conjunto de manipulación de cagas está integrado en la máquina y es comandado por el mismo programa. The feeding and evacuation of the columns (1) is carried out from the top so as not to interfere with the rest of the devices of the machine. To this end, a support structure is made up of two columns on which lattice-type beams are supported, which serve as a guide for the horizontal movement of two transverse shifters with a pair of manipulation arms each. This set of manipulation of pockets is integrated in the machine and is commanded by the same program.
Entre otros componentes de la máquina cabe destacar los siguiente: Other machine components include the following:
- --
- Un equilibrador angular: Mediante dos barras paralelas que se apoyan en la placa base una vez situada la puerta de registro en la parte superior, se gira la columna hasta que el equilibrador marca la posición horizontal con lo que se tiene el control de la posición de la columna y por tanto la precisión para realizar las labores de mecanizado en la localización correcta con relación a la cara de ia placa base que coincide con la puerta de registro. An angular balancer: By means of two parallel bars that rest on the base plate once the registration door is located at the top, the column is rotated until the balancer marks the horizontal position so that the position of the the column and therefore the precision to perform the machining work in the correct location in relation to the face of the base plate that coincides with the registration door.
- --
- Un sistema de compensación de velocidad lineal con relación a la angular: En las columnas troncocónicas a medida que se avanza desde la base el carro móvil se sitúa frente a diámetros descendentes, por lo que la superficie a trabajar disminuye a cada paso y si fuese a la misma velocidad lineal la parte final quedaría sobre-trabajada. Para compensarlo se ha dotado al servo del motor que da movimiento lineal al carro de un variador para que la velocidad lineal aumente de manera progresiva a medida que avanza. A linear velocity compensation system in relation to the angular: In the truncated conical columns as the mobile carriage advances from the base, it is placed in front of descending diameters, so that the surface to work decreases at each step and if it were to the same linear speed the final part would be overworked. To compensate for this, the servo has been provided with the motor that gives linear motion to the car of a drive so that the linear speed increases progressively as it progresses.
- --
- Control de sobreesfuerzos: Los brazos de manipulación para alimentación y descarga están dotados de resortes calibrados que detectan cualquier sobrecarga y detienen el sistema. Esto evita roturas y deformaciones de la máquina y manipulador ante cualquier exceso de carga por mayor peso o por no estar liberada la columna de su fijación. Así mismo existen fusibles mecánicos ante cualquier otra contingencia. Overexertion control: The feed and discharge handling arms are equipped with calibrated springs that detect any overload and stop the system. This prevents breakage and deformation of the machine and manipulator before any excess load due to greater weight or because the column of its fixation is not released. There are also mechanical fuses for any other contingency.
- --
- Programación polivalente: Mediante los pasos de programación él sistema permite realizar los trabajos en la superficie de diferentes tipos de columna como por ejemplo: Multi-purpose programming: Through the programming steps, the system allows you to perform work on the surface of different types of column, such as:
- --
- En columnas con elementos intermedios como accesorios o embellecedores, el programa permite desplazar los cabezales al pasar por esos puntos sin interferir con estos elementos. In columns with intermediate elements such as accessories or embellishers, the program allows moving the heads when passing through those points without interfering with these elements.
- --
- En columnas telescópicas con diferentes diámetros, el programa sitúa el punto de cambio de diámetro y los cabezales siguen la instrucción realizando de manera continuada el proceso. In telescopic columns with different diameters, the program locates the point of change in diameter and the heads follow the instruction continuously carrying out the process.
- --
- En columnas cuadradas se puede detener el giro y mover sólo el carro para tratar las cuatro caras, aunque en este caso el proceso se ralentiza al tener que ejecutar cuatro pasadas del carro. In square columns you can stop the turn and move only the car to treat all four faces, although in this case the process slows down when you have to run four passes of the car.
- --
- Según la calidad superficial de la columna se puede trabajar con diferentes presiones de los cabezales Depending on the surface quality of the column, it is possible to work with different head pressures
o utilizarlos de manera independiente. or use them independently.
Las columnas se sitúan sobre un carro o mesa en una localización definida desde dónde son tomadas por una primera pareja de brazos de manipulación que transportará la columna hasta hacerla coincidir con el eje de la zona de trabajo (bancada principal). The columns are placed on a car or table in a defined location from where they are taken by a first pair of manipulation arms that will transport the column until it coincides with the axis of the work area (main bench).
El funcionamiento de la máquina prevé, en primer lugar, la retención de la columna (1) en la bancada por sus extremos. La columna es desbastada, lijada y tratada químicamente, por dispositivos situados en un carro móvil (8), desde su base hasta su extremo mientras gira. Una vez realizado todo este tratamiento de superficie la columna es posicionada con relación a su puerta de registro y placa base para ejecutar sobre ella las mecanizaciones de taladros y roscas que le corresponden. La columna es retirada de la máquina por una pareja de brazos de manipulación que sitúan en el transportador de pintura automática o en un carro de evacuación según corresponda. The operation of the machine foresees, in the first place, the retention of the column (1) in the bed by its ends. The column is rough, sanded and chemically treated, by devices located in a mobile car (8), from its base to its end while turning. Once all this surface treatment has been carried out, the column is positioned in relation to its registration door and base plate to execute on it the machining of holes and threads that correspond. The column is removed from the machine by a pair of handling arms that are placed in the automatic paint conveyor or in an evacuation car as appropriate.
La comunicación entre operador y máquina se realiza con un programa visualizado en pantalla. El proceso se controla por autómata y todos los movimientos y trabajos son comandados por control numérico. The communication between operator and machine is carried out with a program displayed on the screen. The process is controlled by automaton and all movements and jobs are commanded by numerical control.
Claims (3)
- a. to.
- varios cabezales con herramientas de abrasión multicapa (10) de diferentes grados, cada uno de los cuales se desplaza y aproxima a la columna con una presión preajustada y mantiene palpadores seguidores que configuran el movimiento en función del descrito por la columna al girar de manera irregular, opcionalmente dotados de un dosificador y distribuidor de un líquido que actúa en la superficie de la columna para un tratamiento posterior, y de un sistema de aspiración de las partículas que se desprenden; several heads with multilayer abrasion tools (10) of different degrees, each of which moves and approaches the column with a preset pressure and maintains tracking probes that con fi gure the movement according to that described by the column when turning irregularly , optionally equipped with a dosi fi er and distributor of a liquid that acts on the surface of the column for a subsequent treatment, and a system of aspiration of the particles that are released;
- b. b.
- varias unidades de mecanización (11) con diferentes herramientas de taladrado, fusión y roscado; several machining units (11) with different drilling, fusion and threading tools;
- c. C.
- una unidad de apoyo con mordazas (12) para sujetar y llevar la columna a una posición fija en la que su eje en la zona que va a ser mecanizada quede alineado con la base y el extremo. a support unit with jaws (12) to hold and bring the column to a fixed position in which its axis in the area to be machined is aligned with the base and the end.
- 2. 2.
- Máquina, según la reivindicación anterior, caracterizada porque incluye un mecanismo equilibrador angular, constituido por dos barras paralelas que se apoyan en la placa base de la columna, una vez situada la puerta de registro de la misma hacia la parte superior, que al girar la columna marcan la posición horizontal de la misma con lo que se consigue precisión para realizar las labores de mecanizado en la localización correcta, en relación a la cara de la placa base que coincide con la puerta de registro. Machine, according to the preceding claim, characterized in that it includes an angular balancing mechanism, constituted by two parallel bars that rest on the base plate of the column, once the registration door of the column has been placed towards the top, which when turning the column mark the horizontal position of the same with what is achieved precision to perform the work of machining in the correct location, in relation to the face of the base plate that coincides with the registration door.
- 3. 3.
- Máquina, según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque presenta un mecanismo de compensación de velocidad lineal con relación a la angular, para trabajar en columnas troncocónicas, que a medida que avanza el carro móvil desde la base aumenta la velocidad lineal de manera progresiva. Machine, according to the preceding claims, characterized in that it has a linear speed compensation mechanism in relation to the angular one, to work on truncated conical columns, which as the mobile car advances from the base increases the linear speed progressively.
- Categoría Category
- Documentos citados Reivindicaciones afectadas Documents cited Claims Affected
- X X X X
- US 2007251360 A1 (AKIYAMA TAKANOBU) 01.11.2007, párrafos [26-27]; figuras. WO 2010063716 A4 (BOEHRINGER WERKZEUGMASCHINEN et al.) 10.06.2010, resumen; figuras. 1-3 1-3 US 2007251360 A1 (AKIYAMA TAKANOBU) 01.11.2007, paragraphs [26-27]; figures. WO 2010063716 A4 (BOEHRINGER WERKZEUGMASCHINEN et al.) 10.06.2010, summary; figures. 1-3 1-3
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:
- Fecha de realización del informe 09.03.2011 Date of realization of the report 09.03.2011
- Examinador C. Piñero Aguirre Página 1/2 Examiner C. Piñero Aguirre Page 1/2
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