ES2727675B2 - AUTOMATIC SYSTEM FOR BLASTING PARTS - Google Patents

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Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

SISTEMA AUTOMÁTICO PARA GRANALLADO DE PIEZASAUTOMATIC SYSTEM FOR BLASTING PARTS

OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a un sistema automático para granallado de piezas, sistema robotizado, previsto concretamente para el granallado de piezas de acero destinadas tanto al sector eólico como ferroviario, industria auto-motriz y otros, incluyendo un sistema telemático de mantenimiento que permite generar un servicio de control y mantenimiento preventivo.The present invention refers to an automatic system for blasting parts, a robotic system, specifically designed for blasting steel parts destined for both the wind and railway sectors, the auto-motor industry and others, including a telematic maintenance system that allows generating a control and preventive maintenance service.

El objeto de la invención es proporcionar al sector del granallado de piezas de acero, un sistema capaz de adoptar múltiples posiciones en orden a mejorar sensiblemente las prestaciones de granallado, y que utilice granalla angular y metálica para conseguir un mejor acabado de las piezas.The object of the invention is to provide the steel part shot blasting sector with a system capable of adopting multiple positions in order to significantly improve blast performance, and which uses angular and metallic shot to achieve a better finish on the parts.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Normalmente en el granallado de piezas se utiliza granalla esférica, realizándose en cabinas con un recubrimiento interior de goma EDPM, para la protección del impacto de la granalla, con la particularidad de que las cabinas pueden ser tanto manuales como automáticas, pero en cualquier caso la propulsión de la granalla se realiza mediante turbinas, y en el mejor de los casos con la colaboración de un robot que si bien presenta ciertos grados de libertad, el mismo está fijo con respecto a un punto de la cabina, por lo que su movilidad es bastante limitada y consecuentemente es preciso cambiar constantemente de posición las piezas a granallar, con la pérdida de tiempo que ello supone.Normally spherical shot is used in the blasting of parts, being carried out in booths with an internal EDPM rubber coating, for protection from the impact of the shot, with the particularity that the booths can be both manual and automatic, but in any case the The shot is propelled by turbines, and in the best of cases with the collaboration of a robot that, although it has certain degrees of freedom, is fixed with respect to a point in the cabin, so its mobility is quite limited and consequently it is necessary to constantly change the position of the pieces to be shot blasting, with the loss of time that this implies.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION

El sistema que se preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, utilizando granalla angular, mucho más abrasiva que la granalla esférica convencional, si bien permite utilizar cualquier tipo de granalla, e incluso arena, permitiendo la impulsión de dicha granalla desde múltiples posiciones, sin tener que estar constantemente variando la posición de las piezas a granallar.The system that is recommended solves in a fully satisfactory way the problems previously exposed, using angular shot, much more abrasive than shot conventional spherical, although it allows the use of any type of shot, and even sand, allowing the drive of said shot from multiple positions, without having to constantly vary the position of the pieces to be shot.

Más concretamente, el sistema de la invención incluye un robot, susceptible de situarse en el interior de la cabina, permitiendo llevar a cabo un gran número de movimientos, tanto de desplazamiento lineal como angular, en orden a permitir el granallado de piezas sin tener que cambiar éstas de posición en dicho proceso de granallado.More specifically, the system of the invention includes a robot, capable of being located inside the cabin, allowing a large number of movements to be carried out, both linear and angular displacement, in order to allow the blasting of parts without having to change their position in said blasting process.

La cabina (interiormente) y el conjunto de los elementos de la máquina se recubre con poliurea, que impide que los elementos móviles del sistema puedan sufrir enganchones como ocurre con los recubrimientos de goma.The cabin (internally) and all the elements of the machine are covered with polyurea, which prevents the mobile elements of the system from being hooked as occurs with rubber coverings.

Estructuralmente el sistema comprende una serie de pilares de acero estructural comercial, soldados y mecanizados a medida, sobre cuyos pilares van soportadas las vigas del eje X, estando estas vigas diseñadas a partir de planchas de acero calibrado y mecanizado y ensambladas mediante tornillería para evitar soldaduras, mejorando con ello la precisión final en el ensamblaje. Sobre dichas vigas se desplazan los carros del eje X, los cuales están unidos transversalmente mediante las vigas del eje Y, diseñadas, fabricadas y montadas empleando el mismo sistema atornillado que las vigas del eje X mencionadas anteriormente. Sobre las vigas del eje Y, se desplazan los carros del eje Y, los cuales están unidos mediante dos vigas que soportarán el eje Z.Structurally, the system comprises a series of commercial structural steel pillars, welded and custom machined, on whose pillars the X-axis beams are supported, these beams being designed from calibrated and mechanized steel plates and assembled using screws to avoid welding. , thereby improving the final precision in assembly. On said beams the X-axis carriages move, which are transversely joined by the Y-axis beams, designed, manufactured and assembled using the same bolted system as the X-axis beams mentioned above. On the beams of the Y axis, the carriages of the Y axis move, which are joined by two beams that will support the Z axis.

Este segundo carro cuenta con un eje telescópico según el eje Z, obtenido también a partir de chapas de acero calibrado, mecanizado y atornillado, de manera que dicho eje al ser telescópico tiene la capacidad de recogerse y alargarse en función de la aplicación requerida, incorporando unos patines de politetrafluoretileno (PTFE) o nylatrón®, en los que se ensamblan varios casquillos de agujas, dependiendo de la carga a soportar, patines que van situados entre los tubos de acero que forman el propio eje Z, para facilitar el deslizamiento entre ellos.This second trolley has a telescopic axis according to the Z axis, also obtained from calibrated, machined and screwed steel sheets, so that said axis, being telescopic, has the ability to be retracted and lengthened depending on the required application, incorporating some polytetrafluoroethylene (PTFE) or nylatron® skids, in which several needle bushings are assembled, depending on the load to be supported, skids that are located between the steel tubes that form the Z axis itself, to facilitate sliding between them .

La extremidad inferior de dicho eje telescópico vertical se rematará en el clásico robot de granallado, es decir en un brazo articulado con varios grados de libertad, y rematado en la correspondiente boquilla de expulsión de la granalla. The lower end of said vertical telescopic shaft will be finished in the classic shot blasting robot, that is to say, in an articulated arm with various degrees of freedom, and finished in the corresponding shot ejection nozzle.

En cuanto a los movimientos de los diferentes carros y eje Z, decir que el mecanismo de movimiento en los ejes X e Y, se constituye a partir de guías inferiores y superiores por donde circulan las ruedas de respectivos carros, de manera que para poder trasladar todo el sistema se utiliza un sistema de piñón-cremallera al que se le transmite el par a través de un servomotor, una reductora y un reenvío angular.Regarding the movements of the different carriages and the Z axis, to say that the movement mechanism in the X and Y axes is constituted from lower and upper guides through which the wheels of the respective carriages circulate, so that to be able to move The whole system uses a rack and pinion system to which the torque is transmitted through a servomotor, a reducer and an angle transmission.

En cuanto al eje telescópico vertical o eje Z, el accionamiento se lleva a cabo a través de un polipasto al que se le extrae el motor original y se le acopla un servo-motor accionado por el controlador del robot. De este modo se controla el recorrido de los diferentes tramos del eje mediante un eje externo de la consola del robot, al estar el tramo más pequeño de dicha estructura telescópica asociado a la cadena del polipasto.Regarding the vertical telescopic axis or Z axis, the drive is carried out through a hoist from which the original motor is removed and a servo-motor driven by the robot controller is coupled. In this way, the path of the different sections of the axis is controlled by an external axis of the robot console, as the smallest section of said telescopic structure is associated with the chain of the hoist.

Por su parte, la programación del robot puede hacerse mediante pantalla, como se realiza convencionalmente, o bien mediante un programa de CAD/CAM, herramienta utilizada en las programaciones de automatizaciones de procesos con robótica.For its part, the programming of the robot can be done through the screen, as is conventionally done, or through a CAD / CAM program, a tool used in the programming of process automation with robotics.

El sistema telemático que incorpora la invención está previsto para recoger datos así como permitir el acceso en tiempo real al proceso, permitiendo realizar una exhaustiva evaluación del funcionamiento así como el establecimiento de un sistema de mantenimiento apropiado, empleándose la información del funcionamiento de cada servo-motor y comunicándose con el cuadro de mandos para trasladar dicha información en horas de uso de ruedas, rodamientos, guías, cremalleras, casquillos de agujas, patines, etc., de manera que con dicha información se puede delimitar las horas de uso de cada componente y generar alarmas en la pantalla general cuando sea preciso el mantenimiento o sustitución de cada componente.The telematics system that incorporates the invention is designed to collect data as well as to allow real-time access to the process, allowing an exhaustive evaluation of the operation as well as the establishment of an appropriate maintenance system, using the information on the operation of each servo. motor and communicating with the control panel to transfer said information in hours of use of wheels, bearings, guides, racks, needle bushings, skates, etc., so that with this information the hours of use of each component can be delimited and generate alarms on the general screen when maintenance or replacement of each component is required.

Por último decir que el sistema de la invención incluye medios de verificación de las piezas mediante una cámara sensórica que mide y compara la rugosidad de la superficie tratada, para que de esta manera se termine el proceso dando el OK a la pieza o volviendo a tratarla si así lo requiere. Finally, to say that the system of the invention includes means of verification of the pieces by means of a sensorial camera that measures and compares the roughness of the treated surface, so that in this way the process is finished by giving the OK to the piece or treating it again. if required.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is going to be made below and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of a practical embodiment thereof, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

La figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de un sistema automático para granallado de piezas realizado de acuerdo con el objeto de la invención, en el que aparece igualmente representada una pieza a tratar, así como la indicación de los ejes X,Y,Z.Figure 1.- Shows a perspective view of an automatic system for blasting parts made in accordance with the object of the invention, in which a part to be treated is also represented, as well as the indication of the X, Y, Z.

La figura 2.- Muestra una vista en alzado lateral del conjunto representado en la figura anterior.Figure 2.- Shows a side elevation view of the assembly represented in the previous figure.

La figura 3.- Muestra una vista en alzado del eje telescópico correspondiente al eje Z que participa en el sistema.Figure 3.- Shows an elevation view of the telescopic axis corresponding to the Z axis that participates in the system.

La figura 4.- Muestra una vista en perspectiva de uno de los patines que incorpora el eje telescópico de la figura anterior.Figure 4.- Shows a perspective view of one of the skids that incorporates the telescopic shaft of the previous figure.

La figura 5.- Muestra un detalle en explosión de la forma y disposición de los patines representados en la figura anterior, en la estructura telescópica del eje vertical.Figure 5.- Shows an exploded detail of the shape and arrangement of the skates represented in the previous figure, in the telescopic structure of the vertical axis.

La figura 6.- Muestra una vista en perspectiva del sistema piñón cremallera que acciona uno de los carros del dispositivo, en concreto el correspondiente al eje X.Figure 6.- Shows a perspective view of the rack and pinion system that drives one of the device carriages, specifically the one corresponding to the X axis.

La figura 7.- Muestra una vista en alzado longitudinal del sistema de transmisión en el eje X del sistema de la invención.Figure 7.- Shows a longitudinal elevation view of the transmission system on the X axis of the system of the invention.

La figura 8.- Muestra un detalle ampliado de la forma de deslizarse el carro correspondiente al eje X.Figure 8.- Shows an enlarged detail of the way to slide the carriage corresponding to the X axis.

La figura 9.- Muestra una vista en detalle del sistema de transmisión en el eje Y. Figure 9.- Shows a detailed view of the transmission system on the Y axis.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

A la vista de las figuras reseñadas, puede observarse cómo el sistema automático para el granallado de piezas se constituye a partir de una estructura en la que participan una serie de puntales o pilares (1) de acero, que constituyen un soporte para unas barras longitudinales (2), dotadas de guías (6) por las que es desplazable un primer carro (8).In view of the figures outlined, it can be seen how the automatic system for blasting parts is constituted from a structure in which a series of steel struts or pillars (1) participate, which constitute a support for longitudinal bars (2), provided with guides (6) by which a first carriage (8) is movable.

Dicho carro (8) es portador de unas vigas o barras transversales (2’) con guías (6’), por las que es desplazable un segundo carro (8’), el cual es portador de un eje telescópico (3), obtenido a partir de chapas de acero, en el que se definen diferentes tramos tubulares de progresiva menor sección, relacionados entre sí a través de patines (4), con casquillos de agujas (5) como medios de rodadura.Said carriage (8) carries some beams or transverse bars (2 ') with guides (6'), through which a second carriage (8 ') is movable, which is carried by a telescopic shaft (3), obtained from steel sheets, in which different tubular sections of progressively smaller section are defined, related to each other through skids (4), with needle bushes (5) as rolling means.

A partir de esta estructuración, la transmisión de movimiento en el eje X, viene determinada por el desplazamiento del primer carro (8), basándose en un sistema de guías (6) superiores e inferiores a las barras longitudinales (2), por las que circulan las ruedas (7) asociadas a las pletinas en que se remata el primer carro (8), utilizando para dicho desplazamiento un sistema de piñón-cremallera (9) asociado a las barras longitudinales (2), actuado por un servo-motor (10), una reductora (11), con reenvío angular.From this structuring, the transmission of movement in the X axis is determined by the displacement of the first carriage (8), based on a system of guides (6) superior and inferior to the longitudinal bars (2), by which The wheels (7) associated with the plates on which the first carriage (8) is finished circulate, using for said movement a rack and pinion system (9) associated with the longitudinal bars (2), actuated by a servo-motor ( 10), a reducer (11), with angle gear.

El desplazamiento en el eje Y, es decir del segundo carro (8’) con respecto a las barras transversales (2’) que se establecen entre ambos extremos del primer carro (8), será análogo al anteriormente descrito, es decir, incorporando igualmente dichas barras transversales (2’), por las que circulan las ruedas (7’) asociadas al segundo carro (8’), cremalleras para el desplazamiento del carro a través de un piñón asociado a un grupo moto-reductor con servo-motor (10’) y reductora (11’).The displacement in the Y axis, that is, of the second carriage (8 ') with respect to the transverse bars (2') that are established between both ends of the first carriage (8), will be analogous to that previously described, that is, it also incorporates said transverse bars (2 '), through which the wheels (7') associated with the second carriage (8 ') circulate, racks for moving the carriage through a pinion associated with a motor-reducer group with servo-motor ( 10 ') and reducer (11').

Finalmente, el desplazamiento en el eje Z en que se materializa el eje telescópico (3), y que se remata inferiormente en el clásico brazo robótico (14) con seis ejes o grados de libertad, como se aprecia en las figuras 1 y 2, y en el que se dispone la tobera de impulsión de la granalla, se consigue mediante un polipasto que quedará inserto en el seno del segundo carro (8’), asociado a un servo-motor gobernado por la electrónica de control del sistema, polipasto cuya cadena se vincula internamente al extremo inferior o más pequeño de los tramos telescópicos que participan en el eje telescópico (3), de manera que a través de este elemento se controla la extensión y retracción telescópica de dicho eje.Finally, the displacement in the Z axis in which the telescopic axis (3) materializes, and which ends at the bottom in the classic robotic arm (14) with six axes or degrees of freedom, as can be seen in Figures 1 and 2, and in which the shot impulsion nozzle is arranged, it is achieved by means of a hoist that will be inserted inside the second carriage (8 '), associated with a servo-motor governed by the system's control electronics, a hoist whose chain is internally linked to the lower or smaller end of the telescopic sections that participate in the telescopic shaft (3), so that through this element controls the telescopic extension and retraction of said shaft.

Solo resta señalar por último que, tal y como se ha dicho con anterioridad, el sistema es programable mediante pantalla o bien mediante un programa de CAD/CAM, incluyendo medios telemáticos que recogen datos para la evaluación de las diferentes piezas que participan en el dispositivo en orden a llevar un adecuado mantenimiento del mismo, incluyendo igualmente medios de verificación de las piezas (12) mediante una cámara sensórica que mide y compara la rugosidad de la superficie tratada. Finally, it only remains to point out that, as has been said previously, the system is programmable by screen or by means of a CAD / CAM program, including telematic means that collect data for the evaluation of the different parts that participate in the device. in order to carry out a proper maintenance thereof, also including means of verification of the pieces (12) by means of a sensor camera that measures and compares the roughness of the treated surface.

Claims (7)

REIVINDICACIONES 1a.- Sistema automático para granallado de piezas, que partiendo de un brazo robótico con varios grados de libertad, en el que se dispone una tobera de impulsión de la granalla, dicho brazo va montado sobre un sistema de desplazamiento en los ejes X, Y, Z, en el que participan una serie de puntales o pilares (1) de acero, que constituyen un soporte para unas barras longitudinales (2), dotadas de guías (6) por las que es desplazable un primer carro (8) portador de unas barras transversales (2’) por las que es desplazable un segundo carro (8’), el cual es portador de un eje telescópico (3), cuya extremidad inferior se remata en el brazo robótico de granallado (14) que dispone de seis ejes o grados de libertad que se suman a los 3 ejes X, Y, Z antes señalados, incluyendo el primer carro (8), el segundo carro (8’) y el eje telescópico (3), medios de desplazamiento controlados electrónicamente a través de un sistema programable mediante pantalla y/o bien mediante un programa de CAD/CAM, caracterizado por que el sistema de desplazamiento en los tres ejes se integra en el seno de una cabina de granallado, cabina que está revestida con poli-urea, y por que utiliza granalla angular.1a.- Automatic system for blasting parts, starting from a robotic arm with various degrees of freedom, in which a shot blast nozzle is arranged, said arm is mounted on a displacement system in the X, Y axes , Z, in which a series of steel struts or pillars (1) participate, which constitute a support for longitudinal bars (2), equipped with guides (6) through which a first carriage (8) carrying the some transverse bars (2 ') through which a second carriage (8') is movable, which carries a telescopic shaft (3), the lower end of which is finished off in the robotic blasting arm (14) that has six axes or degrees of freedom that are added to the 3 axes X, Y, Z mentioned above, including the first carriage (8), the second carriage (8 ') and the telescopic axis (3), electronically controlled means of movement through of a programmable system via screen and / or via a CAD / CAM program, car acterized because the three-axis movement system is integrated into a shot blasting booth, a booth that is coated with polyurea, and because it uses angular shot. 2a.- Sistema automático para granallado de piezas, según reivindicación 1a, caracterizado por que el eje telescópico (3) está obtenido a partir de chapas de acero, en el que se definen diferentes tramos tubulares de progresiva menor sección, relacionados entre sí a través de patines (4), con casquillos de agujas (5) como medios de rodadura.2.- Automatic system for blasting parts, according to claim 1, characterized in that the telescopic shaft (3) is obtained from steel sheets, in which different tubular sections of progressively smaller section are defined, related to each other through of skates (4), with needle bushings (5) as rolling means. 3a.- Sistema automático para granallado de piezas, según reivindicación 1a, caracterizado por que los medios de transmisión de movimiento en el eje X se materializan en un sistema de guías (6) superiores e inferiores a las barras longitudinales (2), por las que circulan las ruedas (7) asociadas a las pletinas en que se remata el primer carro (8), desplazamiento que se lleva a cabo a través de un sistema de piñón-cremallera (9), en el que la cremallera es solidaria a las barras longitudinales (2), y el piñón es actuado por un servo-motor (10) y una reductora (11), con reenvío angular.3a.- Automatic system for blasting parts, according to claim 1, characterized in that the means of transmission of movement in the X axis are materialized in a system of guides (6) superior and inferior to the longitudinal bars (2), by the circulating the wheels (7) associated with the plates on which the first carriage (8) is finished, movement that is carried out through a rack-pinion system (9), in which the rack is integral with the longitudinal bars (2), and the pinion is actuated by a servo-motor (10) and a reducer (11), with angular return. 4a.- Sistema automático para granallado de piezas, según reivindicación 1a, caracterizado por que los medios de transmisión de movimiento en el eje Y se materializa en un sistema de barras transversales (2’) por las que es desplazable el segundo carro (8’) a través de cremalleras solidarias a guías (6’), en las que engrana un piñón asociado a un grupo moto reductor (10’-11 ’) con reenvío angular.4.Automatic system for blasting parts, according to claim 1, characterized in that the means of transmission of movement in the Y axis are materialized in a system of transverse bars (2 ') through which the second carriage (8') is movable ) through zippers attached to guides (6 '), in which a pinion associated with a group engages reducer motor (10'-11 ') with angle transmission. 5a.- Sistema automático para granallado de piezas, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que el eje telescópico (3), se acciona mediante un polipasto inserto en el seno del segundo carro (8’), asociado a un servo-motor (10’) gobernado por la electrónica de control del sistema, polipasto cuya cadena se vincula internamente al extremo inferior o más pequeño de los tramos telescópicos que participan en dicho eje telescópico (3).5a.- Automatic system for blasting parts, according to claims 1 and 2, characterized in that the telescopic shaft (3) is operated by a hoist inserted into the second carriage (8 '), associated with a servo-motor ( 10 ') governed by the system's control electronics, a hoist whose chain is linked internally to the lower or smaller end of the telescopic sections that participate in said telescopic shaft (3). 6a.- Sistema automático para granallado de piezas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema incluye medios telemáticos de recogida de datos relativos al tiempo de trabajo de las diferentes piezas que participan en el dispositivo, así como de generación de señales de alarma cuando el mantenimiento de dichas piezas sea necesario.6.Automatic system for blasting parts, according to previous claims, characterized in that the system includes telematic means for collecting data related to the working time of the different parts that participate in the device, as well as generating alarm signals when maintenance of these parts is necessary. 7a.- Sistema automático para granallado de piezas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema incluye medios de verificación de las piezas mediante una cámara sensórica de medición y comparación de la rugosidad de la superficie tratada. 7.- Automatic system for blasting parts, according to previous claims, characterized in that the system includes means of verification of the parts by means of a sensor camera for measuring and comparing the roughness of the treated surface.
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