ES2361868A1 - Equipo y procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras tubulares. - Google Patents
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Abstract
Equipo y procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras tubulares de cualquier tamaño y de geometría poligonal de cualquier número de lados, conteniendo dicho equipo un eje central (1) en forma de tubo en el que se le han practicado una pluralidad de perforaciones al que se le atornillan una pluralidad de pistones telescópicos con ventosa (2) que son los que captan la chapa y una pluralidad de pistones con una pieza de bronce refrigerada para la soldadura (3), un soporte fijo (4) y un soporte movible (6) del eje central (1), tres puentes grúa (7) con taladros (8) que realizan perforaciones si fuera necesario, un equipo automatizado de soldadura (11) que suelda las chapas de la estructura y que puede desplazarse por unas vías (12) y un contenedor (9) de chapas (10).
Description
Equipo y procedimiento para la fabricación
automatizada de estructuras tubulares.
La presente invención se refiere a un equipo y
procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras
tubulares de cualquier tamaño y geometría en función de la
aplicación que se las vaya a dar.
La fabricación de estructuras poligonales, se
realiza habitualmente en la industria por procedimientos manuales y
sucesivos.
En primer lugar, se trasladan las planchas de
acero a la zona de fabricación, se colocan y fijan sobre un soporte
adecuado, después se toma la siguiente chapa y se dispone sobre la
primera con el ángulo adecuado a la fabricación que se propone, se
replantea el ángulo y se fija la segunda plancha provisionalmente
con puntos de soldadura. A continuación y, por medios manuales o
semiautomáticos, se une una plancha con la otra. Se coge el
conjunto, se gira los grados necesarios para colocar la tercera
chapa y así sucesivamente hasta concluir la geometría diseñada.
Todos estos sistemas están justificados porque
no es normal la realización de grandes series de productos similares
por lo que la opción más económica es la descrita.
Pero cuando se aborda la fabricación de series
de productos similares de una determinada cantidad, se justifica por
razones de economía, eficiencia y garantía de calidad, el desarrollo
de un sistema automatizado como el que se reivindica.
Por ello, la presente invención tiene por objeto
un equipo y procedimiento para la fabricación automatizada de
estructuras tubulares, de forma económica y eficaz.
La presente invención consiste en un equipo y
procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras
tubulares de cualquier tamaño y geometría poligonal de cualquier
número de lados. El equipo comprende un eje central construido con
un tubo de acero de gran espesor y pequeño diámetro en el que se han
practicado una serie de perforaciones perfectamente alineadas, tanto
longitudinalmente como radialmente, a una distancia adecuada y
variable. El eje central tiene el espesor necesario para evitar la
flecha del conjunto en carga.
En una fila de perforaciones del eje central se
atornillan unos pistones hidráulicos multietapa dotados en su
extremo superior de una ventosa de vacío. En la fila contigua de
perforaciones se atornillan unos pistones hidráulicos, telescópicos
y multietapa en cuyo extremo existe una pieza longitudinal de bronce
con conductos en los que se hace circular agua para la refrigeración
de la zona de soldadura. En la siguiente línea de taladros se
atornilla otra serie de pistones hidráulicos multietapa con ventosa,
en la siguiente fila, pistones hidráulicos multietapa con pieza de
bronce y así sucesivamente, formándose líneas alternas de pistones
hidráulicos con ventosa y pistones hidráulicos con pieza de bronce
para soldadura.
El número de filas con pistones hidráulicos
dotados de ventosa es igual al número de filas con pistones dotados
de pieza de bronce que, a su vez, es igual al número de caras o
aristas que conforman la estructura que se va a fabricar.
El eje central está soportado en un extremo por
un soporte fijo provisto de pistones hidráulicos y telescópicos que
permiten subir y bajar al tubo en función del diámetro con el que se
quiera fabricar la estructura. En el otro extremo, el eje central se
apoya sobre un soporte movible, de forma que la estructura se puede
fabricar de la longitud deseada. Este soporte movible dispone de
unas patas de apoyo abatibles y un sistema de rodadura con cojinetes
para evitar la fricción y que permite el traslado de la estructura
una vez fabricada.
El equipo comprende además un puente grúa
situado paralelo al eje de fabricación, con una serie de taladros
encargados de perforar la estructura tubular donde se requiera. Los
taladros pueden moverse a través de unas guías para situarse en la
posición exacta para la realización de la perforación
correspondiente. El puente grúa puede moverse también por unas vías
para situarse donde corresponda. Existen dos puentes grúa también
dotados con taladros sobre guías que, situados a 90º del eje de
fabricación, permiten la realización de las perforaciones roscadas
que han de servir para la unión de tramos telescópicos entre sí, si
el objeto de la fabricación son estructuras tubulares teles-
cópicas.
cópicas.
El equipo comprende, asimismo, un contenedor de
chapas cortadas a medida, situado paralelamente al tubo que conforma
el eje central, donde dichas chapas se disponen en vertical sobre su
mayor dimensión.
Finalmente, el equipo de fabricación de
estructuras tubulares dispone de un equipo automatizado de soldadura
por arco sumergido en pórtico formado por dos tándem en paralelo que
se mueven suspendidos de un puente grúa con movimiento longitudinal,
que suelda simultáneamente una chapa central a las otras dos chapas
contiguas que conforman la primera etapa de fabricación.
Todas las conexiones hidráulicas y de vacío
necesarias para el funcionamiento del sistema van por dentro del
tubo que conforma el eje central.
El procedimiento de fabricación automatizada de
estructuras tubulares, haciendo uso del sistema descrito
anteriormente se explica a continuación: en primer lugar, los
pistones hidráulicos telescópicos con ventosa se extienden hasta el
contenedor donde se disponen las chapas, sujetando por vacío una
chapa. Una vez fijada, dichos pistones giran el ángulo programado.
Los pistones hidráulicos que contienen la pieza de bronce se
despliegan y posicionan en los laterales de la chapa. Así
sucesivamente hasta tener tres chapas en la posición y con la
geometría y pre-definida.
El equipo automatizado de soldadura comienza por
un extremo a soldar las chapas linealmente por arco sumergido. Tras
él, un puente grúa con taladros perpendicular al eje central va
realizando las perforaciones necesarias de forma automática. El otro
puente grúa perpendicular al eje central va realizando perforaciones
por el extremo contrario. Cuando la soldadura avance hasta la
posición opuesta, los taladros de este extremo opuesto habrán
concluido su trabajo, se retiraran y permitirán la realización de la
longitud total de la soldadura. Los taladros situados en el puente
grúa paralelo al eje de fabricación realizan las perforaciones
necesarias para servir como cremallera para el izado futuro si se
trata de estructuras telescópicas. En el caso de no ser así, es
decir, que las estructuras no sean telescópicas, los taladros no
serán operativos salvo en el caso de que la pieza a fabricar deba
unirse mediante tornillos a partes y componentes de una estructura
final.
Para la ejecución de la soldadura deberán estar
todos los pistones con la pieza de bronce refrigerada situados en la
zona de unión de las chapas.
Una vez fabricada la estructura, unos cilindros
paralelos y normales al eje de fabricación y a lo largo de todo el
mismo sostenidos por pistones hidráulicos se elevan hasta que la
estructura se apoya sobre ellos y entonces todos los pistones, tanto
los de ventosa como los de pieza de bronce refrigerada se retraen y
la estructura se queda libre apoyada sobre unos rodillos giratorios
y motorizados que permiten su desplazamiento lineal.
El extremo movible que sostiene el eje de
fabricación dispone de unas patas de apoyo abatibles y unas ruedas,
de forma que cuando la estructura se va a trasladar, las patas se
abaten y el soporte queda apoyado sobre sus ruedas en la parte
interior de la estructura tubular, permitiendo así la salida de la
estructura tubular y su traslado hasta una zona de inspección y
pintura, que se realiza mediante unos apoyos motorizados situados
sobre vías transversales a la estructura.
Para completar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, se acompaña un juego de dibujos
donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado
lo siguiente:
Figura 1: Representa una vista en planta del
sistema.
Figura 2: Representa una sección transversal en
la que se aprecia el eje central con las chapas posicionadas y un
detalle de un puente grúa con taladros.
Figura 3: Representa una vista en alzada del
soporte fijo.
Las referencias que aparecen en son las
siguientes:
- 1-
- Tubo o eje central
- 2-
- Pistones hidráulicos telescópicos con ventosa
- 3-
- Pistones hidráulicos telescópicos con pieza de bronce refrigerada
- 4-
- Soporte fijo
- 5-
- Pistones hidráulicos del soporte fijo
- 6-
- Soporte movible
- 7-
- Puente grúa con taladros
- 8-
- Taladros
- 9-
- Contenedor de chapas
- 10-
- Chapas
- 11-
- Equipo de soldadura
- 12-
- Vías de desplazamiento de los puentes grúa.
Para lograr una mayor comprensión de la
invención a continuación se va a describir, con ayuda de las
figuras, una realización preferida de un equipo y procedimiento de
fabricación automatizada de una torre o estructura octogonal.
El equipo comprende un eje central (1) formado
por un tubo de acero de gran espesor y pequeño diámetro donde van
atornillados unos pistones hidráulicos multietapa dotados en su
extremo superior de una ventosa de vacío (2) y unos pistones
hidráulicos multietapa en cuyo extremo existe una pieza longitudinal
de bronce refrigerado para soldadura (3). Los pistones se disponen
en líneas alternas, existiendo ocho líneas de pistones con ventosa
(2) y ocho líneas de pistones con pieza de bronce (3), ya que la
estructura a fabricar tiene ocho caras.
El eje central (1) está sujeto en uno de sus
extremos por un soporte fijo (4) provisto de pistones hidráulicos y
telescópicos (5) que permiten elevar y bajar dicho eje central (1)
en función del diámetro con el que se quiera fabricar la estructura.
En el otro extremo, el tubo o eje central (1) se apoya sobre otro
soporte móvil (6) con patas abatibles y provisto asimismo, de
sistema de rodadura con cojinetes para evitar la fricción.
El equipo comprende además tres puentes grúa
(7), uno paralelo y dos perpendiculares al eje central con una serie
de taladros (8) encargados de perforar la estructura tubular donde
sea necesario. Tanto los taladros (8) como los puentes grúa (7)
pueden moverse para situarse en la posición correcta para realizar
las perforaciones necesarias a la estructura. Para el movimiento de
los puentes grúa, existen unas vías (12), paralelas o
perpendiculares al eje central, a través de las cuales dichos
puentes se desplazan.
El equipo dispone de un equipo automatizado de
soldadura (11) por arco sumergido formado por dos tándem en paralelo
que se mueven suspendidos de un puente grúa con movimiento
longitudinal.
El equipo comprende además un contenedor (9) de
chapas, situado paralelamente al eje central del sistema, donde se
disponen las chapas (10) necesarias para la fabricación de la
estructura, estando dichas chapas posicionadas verticalmente y
apoyadas por su lado más largo.
Para fabricar la estructura, en primer lugar,
los pistones hidráulicos (2) con ventosa de una misma fila se
extienden hasta el contenedor (9), captando y sujetando por vacío
una chapa (10). Una vez fijada la chapa, los pistones (2) giran los
grados programados y los pistones con pieza de bronce (3) se
despliegan y se posicionan en los laterales de la chapa (10). Otra
fila de pistones con ventosa (2) capta otra chapa, fijándola y
girando los grados programados, así sucesivamente hasta que existen
tres chapas (10) en posición adecuada para su soldadura. El equipo
de soldadura (11) por un extremo comienza a soldar las chapas
linealmente por arco sumergido. A su vez, un puente grúa (7)
perpendicular al eje central (1) con taladros (8) va realizando las
perforaciones necesarias por el otro extremo, de forma que cuando el
puente de soldadura avance, las perforaciones estarán realizadas y
la soldadura podrá seguir efectuándose. El otro puente grúa (7)
perpendicular de taladros (8) va perforando el detrás del equipo de
soldadura a medida que éste va soldando.
El puente grúa (7) paralelo al eje va realizando
asimismo las perforaciones programadas en la estructura.
Este proceso se repite de la misma forma
explicada hasta que todas las chapas (10) se han captado,
posicionado, soldado y perforado adecuadamente.
Una vez fabricada la estructura y apoyada sobre
unos rodillos giratorios y motorizados, los pistones (2) y los
pistones (3) se retraen, las patas del soporte movible (6) se
abaten, apoyándose entonces con sus ruedas en la cara interna de la
estructura, de forma que dicha estructura puede desplazarse
linealmente hasta la zona de inspección y pintura donde se revisa y
se trata adecuadamente.
Claims (7)
1. Equipo para la fabricación automatizada de
estructuras tubulares de cualquier tamaño y de geometría poligonal
de cualquier número de lados que comprende:
- Un eje central (1) en forma de tubo en el que
se le han practicado una pluralidad de perforaciones tanto
longitudinalmente como radialmente
- Una pluralidad de pistones hidráulicos,
telescópicos y multietapa dotados en su extremo superior de una
ventosa (2), estando estos pistones atornillados al eje central
- Una pluralidad de pistones hidráulicos
multietapa en cuyo extremo existe una pieza de bronce refrigerada
para la soldadura (3), estando también estos pistones atornillados
al eje central
- Soporte fijo (4) del eje central (1) provisto
de pistones hidráulicos (5) y telescópicos que permiten subir y
bajar el eje central en función de la dimensión de la estructura
tubular a fabricar, situándose este soporte en uno de los extremos
del eje central (1)
- Soporte movible (6) provisto de unas patas
abatibles y de un sistema de rodadura que permite el traslado de la
estructura una vez fabricada, situándose este soporte en el otro
extremo del eje central (1).
- Tres puentes grúa (7) con taladros (8), uno de
ellos paralelo al eje central y los otros dos dispuestos
perpendicularmente al eje central, todos ellos encargados de
perforar la estructura tubular donde se requiera, dichos puentes
grúa (7) pueden desplazarse por unas vías de desplazamiento (12)
- Un equipo automatizado de soldadura (11) por
arco sumergido, en pórtico para soldar las chapas (10) que conforman
la estructura final y que se desplaza unas vías (12)
- Un contenedor (9) de chapas donde se disponen
las chapas (10) que se utilizarán para la fabricación de la
estructura.
2. Equipo según reivindicación 1,
caracterizado porque el eje central es un tubo de acero cuya
relación entre el espesor y el diámetro es tal que se evita la
flecha del conjunto en carga.
3. Equipo según reivindicación 1,
caracterizado porque los pistones hidráulicos, telescópicos y
multietapa con ventosa (2) y los pistones hidráulicos multietapa con
pieza de bronce refrigerada para la soldadura (3) se atornillan al
eje central en filas longitudinales alternas, siendo el número de
filas de pistones con ventosa (2) igual al número de filas de
pistones con pieza de bronce (3) y, a su vez, igual al número de
caras de la estructura tubular.
4. Equipo según reivindicación 1
caracterizado porque las chapas (10) se disponen en el
contenedor (9) de forma vertical y apoyadas por su mayor
dimensión.
5. Equipo según reivindicación 1
caracterizado porque los taladros (8) de los puentes grúa (7)
pueden moverse a través de unas guías para situarse donde sean
requeridos.
6. Equipo según reivindicación 1
caracterizado porque los taladros (8) de los puentes grúa (7)
no son operativos en el caso de que no sea necesario hacer
perforaciones en la estructura.
7. Procedimiento para la fabricación
automatizada de estructuras tubulares haciendo uso del equipo
descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que
comprende las siguientes etapas:
- -
- El eje central (1) se posiciona a la altura adecuada en función del diámetro de la estructura que se vaya a fabricar
- -
- Una serie de pistones hidráulicos telescópicos con ventosa (2) se extienden hasta el contenedor (9) donde se disponen las chapas y captan una primera chapa (10) mediante vacío
- -
- Una vez fijada la chapa (10), los pistones con ventosa (2) giran el ángulo programado y los pistones con pieza de bronce (3) se despliegan y se posicionan en los laterales de la chapa.
- -
- Otra serie de pistones con ventosa (2) se extienden, captan otra chapa y giran el ángulo programado, así sucesivamente hasta que tres chapas (10) se hayan posicionado adecuadamente para ser soldadas.
- -
- El equipo automatizado de soldadura (11) por un extremo comienza a soldar por arco sumergido longitudinalmente las tres chapas; en el caso de que haya que realizar perforaciones, un puente grúa (7) situado perpendicularmente al eje central (1) va realizando perforaciones detrás del equipo de soldadura y el otro puente grúa (7) con taladros situado perpendicularmente al eje central (1) comienza a realizar perforaciones por el extremo contrario, de forma que cuando el equipo de soldadura va avanzando, éste último puente grúa (7) ha realizado las perforaciones correspondientes; el puente grúa (7) paralelo al eje central realiza, en caso necesario, las perforaciones que correspondan
- -
- Otra serie de pistones con ventosa (2) captan otra chapa y se repite el proceso tantas veces como sea necesario hasta que la estructura esté conformada, completamente soldada y con las perforaciones necesarias realizadas
- -
- La estructura fabricada, apoyada sobre unos rodillos giratorios y motorizados, se va desplazando, y, a su vez, el soporte movible (6) del eje central abate sus patas quedando apoyado sobre ruedas en la cara interior de la estructura, facilitando el desplazamiento de la misma
- -
- La estructura fabricada se traslada a una zona de inspección y pintura.
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