ES2382064A1 - Maquina para reforzado automatico de marmoles, piedras y granitos con fibra de vidrio. - Google Patents

Maquina para reforzado automatico de marmoles, piedras y granitos con fibra de vidrio. Download PDF

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Abstract

Máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, que comprende estructura de soporte (2) con elemento de guiado (7) con carros (8) en los que acopla dispositivos de dispensación de resina y corte de fibra, contando con cuadro de control (9) autómata de encoders (10, 10') y sensores (11, 11') para controlar el desplazamiento del elemento de guiado (7) y los dispositivos de reforzado acoplados a él. La estructura (2) son dos columnas (5) y un travesaño (6) con carriles guía (13) por los que discurre, accionado por un motor-reductor (18), el elemento de guiado (7), el cual comprende un patín (14) y sendos carros (15) de aluminio, a los que se acoplan, una pistola de propulsión y una cortadora neumática.

Description

Máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio.
Objeto de la invención
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a una máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, la cual aporta al estado de la técnica varias ventajas y características de novedad, que se describirán en detalle más adelante, que suponen una destacable mejora en el estado actual de la técnica para dicho fin.
Más en particular, el objeto de la invención se centra en una máquina destinada a permitir el reforzado con fibra de vidrio, de la denominada de tipo "roving", de mármoles, piedras y granitos de manera totalmente automatizada, consiguiendo notables ventajas frente a los sistemas de reforzado tradicionales, entre las que cabe destacar el minimizar la presencia de operarios, que los ciclos de trabajo sean constantes y continuos, pudiendo así ejecutar un mayor número de ciclos de refuerzo en menos tiempo, reducir los costes de materia prima (resina y fibra) ya que con menor cantidad de dichas materias se obtienen los mismos resultados en cuanto a resistencia y
cohesión.
Campo de aplicación de la invención
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector técnico de la industria de la construcción, particularmente centrado en el ámbito del reforzado con fibra de vidrio tipo roving de mármoles, piedras y granitos.
Antecedentes de la invención
Como es sabido, el método tradicional de reforzado de tablas o piezas de mármol, piedra o granito con fibra de vidrio tipo malla, y que normalmente se realiza en una línea de trabajo, generalmente se realiza de forma manual por parte de uno o más operarios y comprende los siguientes pasos:
- Detención de la pieza a reforzar en la zona de trabajo.
- Cortar un trozo de fibra de tipo malla y extenderla sobre la pieza.
- Depositar la resina de poliéster o epoxi sobre la pieza y la malla.
- Extender un rodillo.
- Y, por último, dar marcha a la línea y aceptar la siguiente pieza.
Con este sistema manual, el principal inconveniente que presenta es la inversión de tiempo y personal que supone, ya que el tiempo empleado para reforzar cada tabla manualmente va a depender de la habilidad y experiencia del operario que se encuentre en ese momento.
El objetivo principal de la presente invención es pues aportar al mercado una máquina que evite dicho inconveniente y mediante un sistema automatizado permita reforzar las piezas en línea evitando que la línea se tenga que detener para que el operario efectúe el proceso, consiguiendo así reducir en gran medida los tiempos invertidos en dicho proceso de reforzado y, por tanto, mejorando el coste de producción, debiendo mencionarse que, por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ningún otro procedimiento que presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que presenta el que aquí se preconiza.
Explicación de la invención
Así, la máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio que la presente invención propone se configura como una destacable novedad dentro de su campo de aplicación, ya que a tenor de su implementación se consigue de forma taxativa alcanzar el objetivo anteriormente señalado, estando los detalles caracterizadores que lo hacen posible convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva de la misma.
De forma concreta, pues, lo que la invención propone es una máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, particularmente fibra de vidrio tipo roving, que esencialmente comprende una estructura de soporte, formada por dos columnas y un travesaño que las une, un elemento de guiado, situado sobre el travesaño, un sistema de codificación, un sistema de dispensación de resina y corte de fibra de vidrio con mezcla aérea, y que va sujeto al sistema de guiado, y finalmente, un cuadro de control con autómata de control PLC que controla el funcionamiento automatizado de todos los elementos de la máquina.
Además, la máquina incorpora también un rodillo de salida mediante el cual, simplemente efectuando una ligera presión sobre la superficie de la pieza donde se ha realizado el reforzado, se elimina cualquier burbuja de aire que haya podido quedar.
Dicho sistema de rodillo se podrá sustituir por un dispositivo que genere una cortina de aire a una presión determinada, de modo que el efecto producido sobre la mezcla de fibra y resina será idéntico al efecto producido por el paso de un rodillo.
Entrando más en los detalles de cada uno de dichos elementos, cabe destacar que la estructura de soporte o estructura principal, que preferentemente es metálica y está protegida con pintura anticorrosiva, es la base donde se instalan los dispositivos de reforzado, disponiéndose atravesada transversalmente sobre la línea de transporte de las piezas a reforzar.
Dicha estructura, como se ha dicho anteriormente, comprende dos columnas y un travesaño, el cual, a su vez, soporta una guía lineal motorizada compuesta por carriles guía por los que discurre el elemento de guiado que consiste en un patín, dotado de de rodamiento a bolas, al que se acoplan unos carros de desplazamiento.
Además, para evitar que los vapores de la resina se adhieran a dichos carros de desplazamiento se ha previsto, en la parte superior de la estructura, unos fuelles que protegen la parte superior del travesaño en el que se incorpora la citada guía lineal por la que discurre el patín con dichos carros.
Por su parte, los carros, realizados preferentemente en aluminio, son preferentemente dos y tienen como función principal transportar a través de toda la longitud del travesaño, respectivamente, un dispositivo de dispensación de resinas y fibra de vidrio con mezcla aérea, consistente en una pistola de propulsión de resina, y un sistema de corte de hilo de fibra de vidrio tipo roving, consistente en una cortadora neumática.
Así, con la instalación de dichos elementos adaptados a los carros de desplazamiento se elimina, por esta parte, la actuación de un operario.
Además, con la máquina propuesta por la invención, al ser un sistema automatizado, no es necesario saber previamente la forma ni el tamaño de la pieza a reforzar, ya que se la ha dotado de medios para evaluar la mejor forma de llevar a cabo la operación de reforzado.
Así, la máquina se ha diseñado para que recorra la superficie de la pieza transversalmente mientras dicha pieza se desplaza por la línea de transporte, y para evaluar los puntos de reforzado y los límites de la misma, dispone de una serie de sensores y elementos de control situados estratégicamente y que, básicamente consisten en:
- Un primer encoder, también llamado codificador rotatorio o codificador de eje, que constituido por un dispositivo electromecánico que convierte la posición angular de un eje a un código digital, lo que lo convierte en una clase de transductor, se dispone instalado junto a la línea de transporte y viene a determinar lo siguiente:
\bullet
Por una parte, la longitud de la pieza que va a introducirse en la máquina de reforzado automático. Con esta información el cuadro de control de la máquina podrá determinar cuándo empezar a reforzar la pieza, ya que sabrá la posición de la misma durante el trayecto hasta después del reforzado, y los márgenes delantero y trasero, ya que las áreas delimitadas por los márgenes serán eliminadas en la función de reforzado, evitando así derramamiento de producto fuera de la pieza.
\bullet
Y por otra parte, la velocidad de la línea de transporte. Este dato será fundamental a la hora de determinar la velocidad del elemento de guiado con los carros de desplazamiento sobre el travesaño. Dicha velocidad del elemento de guiado será calculada mediante el autómata programable y estará acorde a unos parámetros externos dados por el operado que controle la máquina y otros parámetros internos, para evitar así velocidades excesivas. Este elemento, lógicamente, también servirá para determinar si la línea, por cualquier motivo, se ha detenido.
- Sensores de entrada, situados a la entrada de la estructura de la máquina, por el lado en que penetran las piezas, estando encargados de determinar el comienzo de la pieza y dar permiso al autómata para que el encoder empiece a contar la longitud de la misma.
- Sensores del elemento de guiado, situados en los extremos de los carros de desplazamiento que incorporan los dispositivos de reforzado, estando encargados durante el movimiento de vaivén del patín, y en conjunción con un segundo encoder situado en la guía, de establecer los límites de reforzado.
- Y un segundo encoder, este situado sobre la guía lineal del travesaño. Este encoder indicará la posición del elemento de guiado sobre los carriles de la guía, estando situado, por ejemplo, sobre un soporte de acoplamiento para el motor previsto en un extremo de la guía.
Así, en el movimiento de vaivén del elemento de guiado a lo largo de los carriles de la guía, los sensores de dicho elemento de guiado indicarán la ausencia o presencia de pieza. Y el citado segundo encoder traducirá estas posiciones de ausencia o presencia de pieza en distancias, es decir, podrá determinar el ancho de la pieza a reforzar y establecer los márgenes de resinado, para evitar, como ya se ha indicado anteriormente, derramamientos de producto fuera de los bordes de la pieza.
Cabe mencionar, además, que la máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos podrá trabajar con piezas de configuraciones tanto regulares como irregulares, siendo imprescindible para un correcto posicionado del robot conocer los límites transversales de la pieza para optimizar la zona de reforzado, evitando derramamientos innecesarios de producto.
Por último, el cuadro de control es el centro de operación de la máquina y donde se encuentra el autómata de control PLC donde se establecen los parámetros de trabajo. Dicho cuadro se encuentra separado de la estructura de soporte, con el objetivo de que el usuario que adquiera la máquina pueda situarlo en el punto más idóneo en cada caso, para la correcta verificación del acabado del reforzado de las piezas y poder realizar las oportunas modificaciones, que en su caso convenga, a nivel de parámetros de funcionamiento y observar in situ los efectos que se producen.
La comunicación entre la estructura y el conjunto de elementos de la máquina con dicho cuadro de control se realizará a través de dos conectores rápidos, uno para potencia y otro para datos, de forma que en cualquier momento se pueda separar un elemento de otro en caso de un cambio de ubicación o por labores de mantenimiento.
Visto lo que antecede, las principales ventajas que ofrece la máquina propuesta frente a los sistemas tradicionales de reforzado de mármoles, piedras y granitos, son:
- Ciclos constantes de reforzado. El tiempo que se emplea para reforzar una pieza solo depende de la velocidad de avance de la línea. Al no intervenir el factor humano, los tiempos son constantes.
- Mejora en la uniformidad de reforzado con fibras entrelazadas dispuestas aleatoriamente. Esta mejora se aprecia notablemente cuando la pieza que se va a reforzar es de baja calidad o tiene muchos agujeros, tal como ocurre con el mármol travertino. Gracias a este entrelazado y a la alta densidad en cuanto a número de fibras por centímetro cuadrado, se puede asegurar que la máquina es capaz de tapar fácilmente agujeros de hasta 4 centímetros de diámetro, evitando, de esta forma que un operario tenga que tapar este tipo de agujeros manualmente mediante un sellado adicional.
- La máquina requiere un menor aporte de materia prima (fibra y resinas) para obtener el mismo resultado. Se han realizado pruebas que demuestran que la gran cohesión que existe entre la fibra y la pieza, además de la gran resistencia que ofrece la pieza frente a impactos directos, superan notablemente los resultados obtenidos con el reforzado realizado por el método tradicional.
- La fibra no se desprende de la resina, con lo cual, el efecto de adherencia sobre la pieza es mayor, proporcionando una mayor resistencia al desprendimiento.
- Dado que la fibra viene suministrada en bobinas con un cabo de inicio y otro de fin, ambos accesibles, resulta ventajoso unir el cabo final de una bobina con el cabo de principio de la siguiente y, de esta forma, tener siempre un suministro continuo de fibra, evitando paros de la línea para reponer la fibra.
- La máquina está diseñada de forma que todos los ciclos se produzcan mientras la línea está en funcionamiento, no siendo necesario detener la línea en ningún momento para que se ejecute el reforzado de las piezas.
- Los costes de producción son menores, ya que no es necesaria la presencia de un operario para realizar el reforzado.
Se constata, por tanto, que la máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio propuesta representa una innovación de características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora para el fin a que se destina, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando del aparato objeto de la invención y para ayudar a una mejor comprensión de las características que lo distinguen, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
La figura número 1.- Muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de realización de la máquina objeto de la invención, en la que se aprecian su configuración general y las principales partes y elementos que comprende.
La figura número 2.- Muestra una vista similar a la anterior de la máquina según la invención, representada en este caso con una pieza a reforzar dispuesta en la línea de transporte que pasa bajo la estructura de la máquina.
Las figuras número 3 y 4.- Muestran sendas vistas en detalle de la parte anterior y posterior del elemento de guiado de los carros en que se incorporan los dispositivos de dispensación de resina y corte de fibra que proporcionan el reforzado a las piezas, apreciándose además la posición de los sensores de la máquina.
La figura número 5.- Muestra un detalle del motor que acciona el elemento de guiado para su desplazamiento a través de los carriles de la guía.
La figura número 6.- Muestra una vista de la máquina que permite apreciar la colocación del cuadro de control de forma independiente a la estructura.
Realización preferente de la invención
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada en ellas, se puede observar como la invención preconizada comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.
Así, tal como se observa en dichas figuras, la máquina (1) en cuestión se configura, esencialmente, a partir de una estructura de soporte (2) que, con una configuración en forma de puente, se dispone sobre la línea de transporte (3) en la que discurren las piezas (4) a reforzar, estando formada dicha estructura (2) por dos columnas (5) y un travesaño (6) que las une superiormente, existiendo en dicho travesaño un elemento de guiado (7) que se desplaza a través de una guía lineal prevista en él.
Dicho elemento de guiado (7), tal como se explicará detalladamente más adelante, cuenta con unos carros (8) en los que se acoplan unos dispositivos de dispensación de resina y corte de fibra, que son los que proporcionan el reforzado a las piezas (4), contando además la máquina (1) con un cuadro de control (9) dotado de autómata de control PLC que, con el auxilio de encoders (10, 10') y sensores (11, 11') estratégicamente dispuestos en la estructura (2), controla el funcionamiento automatizado de todos los elementos de la máquina (1), es decir, el desplazamiento del elemento de guiado (7) y el accionamiento de los dispositivos de reforzado que están acoplados a él.
Además, la máquina (1) cuenta con un rodillo (no representado) dispuesto en la zona de salida de la estructura (2), según el sentido de avance de las piezas (4) por la líneas de transporte (3), destinado, mediante la aplicación de una ligera presión del mismo sobre la superficie de la pieza ya reforzada, a eliminar cualquier burbuja de aire que haya podido quedar en dicha pieza. Dicho rodillo podrá ir, por ejemplo acoplado a la propia estructura (2) de soporte, o incorporado a un soporte auxiliar independiente a ella.
Opcionalmente, dicho rodillo para eliminar burbujas se puede sustituir por un dispositivo que genera una cortina de aire a una presión determinada, y cuyo efecto sobre la mezcla de fibra y resina es idéntico al efecto producido por el paso del descrito rodillo.
Siguiendo con los detalles de la invención, hay que mencionar que la estructura de soporte (2), que preferentemente es metálica y está protegida con pintura anticorrosiva, como se ha dicho cuenta con un travesaño (6) que soporta una guía lineal, la cual está compuesta por carriles guía (13) por los que discurre el antedicho elemento de guiado (7) el cual por su parte, como se observa en las figuras 3 y 4, comprende un patín (14) con rodamiento a bolas, al que se acoplan inferiormente sendos carros (15), realizados preferentemente en aluminio, a los que se acoplan, respectivamente, una pistola de propulsión de resina y una cortadora neumática (no representadas) que constituyen los dispositivos que proporcionan el reforzado a las piezas (4) que pasan debajo de la estructura (2) en la línea de transporte (3).
Para ello, dicho elemento de guiado se desplaza a través de los carriles (13) de la guía lineal accionado por un motor-reductor (18) que se dispone convenientemente acoplado a un soporte (19) en uno de los extremos del travesaño (6).
Además, para evitar que vapores de la resina se adhieran a al elemento de guiado (7), en la parte superior de la estructura (2), se han previsto unos fuelles (20) que cubren y protegen la parte superior del travesaño (6) en el que se incorpora la citada guía lineal por la que discurre el patín con los carros.
La máquina se ha diseñado para que el elemento de guiado (7) recorra la superficie de la pieza (4) a reforzar transversalmente mientras dicha pieza se desplaza por la línea de transporte, y para que el autómata del cuadro de control (9) pueda evaluar los puntos de reforzado y los límites de la misma, se la ha dotado de:
- un primer encoder (10), instalado junto a la línea de transporte (3) para determinar la longitud de la pieza y la velocidad de la línea de transporte;
- sendos sensores de entrada (11), situados a la entrada de la estructura (2) según el avance de las piezas (4), por ejemplo acoplados en soportes (12) previstos a tal efecto en las columnas (5), destinados a determinar el comienzo de la pieza y dar permiso al autómata para que el encoder empiece a contar la longitud de la misma;
- sendos sensores de guía (11'), situados en los carros (15) del elemento de guiado (7) que incorporan los dispositivos de reforzado, para establecer los límites de reforzado en la pieza;
- y un segundo encoder (10'), en este caso situado sobre la guía del travesaño (6), por ejemplo en el soporte (19) del motor-reductor (18), para indicar la posición del elemento de guiado (7) sobre los carriles (13) de la guía.
El cuadro de control (9), que como se ha dicho es el centro de operación de la máquina donde se encuentra el autómata de control PLC con pantalla táctil (22), consiste en una carcasa que se encuentra separada de la estructura (2) de soporte, comunicándose con ella y con el conjunto de elementos y dispositivos de la misma a través de dos conectores rápidos (21), uno para potencia y otro para datos, de forma que en cualquier momento se pueda separar un elemento de otro en caso de un cambio de ubicación o por labores de mantenimiento.
En resumen, pues, la máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio se configura a partir de una estructura de soporte (2) sobre la que se desplaza transversalmente un elemento de guiado (7) con unos carros (8) en los que se acoplan unos dispositivos de dispensación de resina y corte de fibra que proporcionan el reforzado a las piezas (4) al pasar debajo de dicha estructura (2) en la línea de transporte (3), contando además con un cuadro de control (9) con autómata de control PLC que, con el auxilio de encoders (10, 10') y sensores (11, 11') estratégicamente dispuestos en la estructura (2), controla el funcionamiento automatizado del desplazamiento del elemento de guiado (7) y el accionamiento de los dispositivos de reforzado que están acoplados a él.
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims (9)

1. Máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, particularmente con fibra de tipo roving, aplicable sobre una línea de transporte (3) en la que discurren las piezas (4) a reforzar, caracterizado por comprender una estructura de soporte (2) que, sobre la que se desplaza transversalmente un elemento de guiado (7) con unos carros (8) en los que se acoplan unos dispositivos de dispensación de resina y corte de fibra que proporcionan el reforzado a las piezas (4) al pasar debajo de dicha estructura (2) en la línea de transporte (3), contando además con un cuadro de control (9) con autómata de control PLC que, con el auxilio de encoders (10, 10') y sensores (11, 11') estratégicamente dispuestos en la estructura (2), controla el funcionamiento automatizado del desplazamiento del elemento de guiado (7) y el accionamiento de los dispositivos de reforzado que están acoplados a él.
2. Máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, según la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de soporte (2) está constituida por dos columnas (5) y un travesaño (6) que soporta una guía lineal compuesta por carriles guía (13) por los que discurre el elemento de guiado (7).
3. Máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el elemento de guiado (7) comprende un patín (14) con rodamiento a bolas, al que se acoplan inferiormente sendos carros (15) de aluminio, a los que se acoplan, respectivamente, una pistola de propulsión de resina y una cortadora neumática que constituyen los dispositivos de dispensación de resina y corte de fibra que proporcionan el reforzado a las piezas (4).
4. Máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, según las reivindicaciones 1, 2 y 3 caracterizado porque el elemento de guiado (7) se desplaza a través de los carriles de la guía lineal accionado por un motor-reductor (18) que se dispone convenientemente acoplado a un soporte (19) en uno de los extremos del travesaño (6).
5. Máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dispone de un primer encoder (10), instalado junto a la línea de transporte (3) para determinar la longitud de la pieza y la velocidad de la línea de transporte; sendos sensores de entrada (11), situados a la entrada de la estructura (2) para determinar el comienzo de la pieza; sendos sensores de guía (11'), situados en los carros (15) del elemento de guiado (7) para establecer los límites de reforzado en 1a. pieza; y un segundo encoder (10'), situado sobre la guía del travesaño (6) para indicar la posición del elemento de guiado (7) sobre los carriles (13) de la guía.
6. Máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuadro de control (9) donde se encuentra el autómata de control PLC, consiste en una carcasa que se encuentra separada de la estructura (2) de soporte, comunicándose con ella y con el conjunto de elementos y dispositivos de la misma a través de dos conectores rápidos (21), uno para potencia y otro para datos.
7. Máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, según la reivindicación 1, caracterizado porque, para evitar que vapores de la resina se adhieran a al elemento de guiado (7), en la parte superior de la estructura (2), se han previsto unos fuelles (20).
8. Máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, según la reivindicación 1, caracterizado porque cuenta con un rodillo dispuesto en la zona de salida de la estructura (2), según el sentido de avance de las piezas (4) por la líneas de transporte (3), destinado a eliminar burbujas de aire.
9. Máquina para reforzado automático de mármoles, piedras y granitos con fibra de vidrio, según la reivindicación 1, caracterizado porque cuenta con un dispositivo que genera una cortina de aire a presión, dispuesto en la zona de salida de la estructura (2), según el sentido de avance de las piezas (4) por la líneas de transporte (3), destinado a eliminar burbujas de aire.
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