ES2848076T3 - Método para el lijado parcial de una superficie, así como un dispositivo de lijado para llevar a cabo el método - Google Patents
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Abstract
Método de eliminación de un defecto en una superficie, en particular, una superficie con la pintura final, mediante lijado, en el que tras la detección óptica del defecto, una banda abrasiva flexible es desplazada transversalmente a la superficie y presionada contra el defecto a mecanizar, caracterizado por que el lugar defectuoso es detectado mediante un sistema de sensores que se encuentran en conexión operativa con un brazo robótico (2) que portan un disco abrasivo (3), en el que se guía hacia el disco abrasivo (3) el disco abrasivo conformado como banda abrasiva (5) y este se presiona contra el lugar defectuoso.
Description
DESCRIPCIÓN
Método para el lijado parcial de una superficie, así como un dispositivo de lijado para llevar a cabo el método
La presente invención se refiere a un método de acuerdo con el término genérico de la reivindicación 1 y a un dispositivo de lijado para llevar a cabo el método.
Después de una inspección de una superficie, en particular una superficie con una capa definitiva de pintura, por medio de un sistema de sensores, el punto defectuoso detectado de este modo hasta ahora se procesaba en forma manual, para lo cual se utiliza una máquina lijadora operada manualmente con un disco abrasivo, en la que se fijó una hoja de lija.
La fijación de la hoja de lija en la placa de esmerilado por lo general se realiza por medio de una sujeción de abrojo, mientras el emparejamiento del disco abrasivo y la hoja de lija están formados de manera adecuada en sus lados enfrentados.
Otra forma de unir la hoja de lija al disco abrasivo es mediante una unión autoadhesiva.
Otra forma diferente de fijar la hoja de lija al disco abrasivo es por succión, para lo cual la máquina lijadora se conecta a un dispositivo de succión.
Para eliminar el lugar defectuoso, es decir, para adecuarlo a las áreas adyacentes libres de defectos, se utiliza una hoja de lija con un grano muy fino, por lo que el proceso de lijado se lleva a cabo de manera puntual, pero con movimientos orbitales, giratorios y/o vibratorios.
Del procesamiento manual del área defectuosa resulta toda una serie de operaciones necesarias, que son en particular contrarias a la optimización de costos.
Por ejemplo, el recambio de la hoja de lija requiere relativamente mucho tiempo y por lo tanto es costoso, especialmente porque la hoja de lija debe fijarse al disco abrasivo de manera precisa, centrada y con el lado correcto.
La disposición de la lijadora manual con el disco abrasivo asociado y la hoja de lija fijada a esta, de posición no paralela a la superficie es muy propensa a errores y requiere un dispendio operativo adicional.
Cuando se retira la hoja de lija que sobresale lateralmente del disco abrasivo, puede desprenderse el polvo de lijado alojado en los granos de la hoja e interferir con el proceso general de mecanizado, especialmente porque el polvo de lijado se distribuye en un área más grande de la superficie.
El documento US 5.394.654 desvela un método de eliminación de un defecto de una superficie tratada, en el que el punto defectuoso es detectado visualmente, es decir, a simple vista, y se marca en forma manual. Esta marcación es posteriormente registrada por medio de cámaras como base para su posterior procesamiento. Sin embargo, debido a la detección exclusivamente visual de la localización del defecto, este método no es adecuado para asegurar un proceso de trabajo constante y reproducible.
Un estado de la técnica que se desvía del método genérico se desvela en el documento DE 202013 101 858 U1. En este caso, se describe que se utiliza un sistema para lijar la superficie antes de un acabado de la superficie, por ejemplo, mediante pintura. Esta bibliografía no proporciona ninguna información sobre el tratamiento de una superficie pintada con acabado definitivo, tal como se prevé en el método de acuerdo con la invención.
Además, en el documento US 2.258.733 A se desvela un dispositivo de lijado que comprende una banda abrasiva como una hoja de lija, aunque este dispositivo de lijado no es adecuado para llevar a cabo el trabajo de lijado de acuerdo con el método genérico.
La invención se basa en la tarea de continuar desarrollando un método del tipo descrito de manera que pueda llevarse a cabo de forma más rentable.
Esta tarea se resuelve por medio de un método que tiene las características de la reivindicación 1, así como mediante un dispositivo de lijado para llevar a cabo el método.
Por medio de la invención se automatiza el lijado de la superficie en el área de un defecto, lo que resulta en toda una serie de ventajas respecto del método del estado de la técnica.
El tiempo requerido para el acabado se reduce porque la banda abrasiva se alinea con precisión en la zona en la que se une al disco abrasivo para un uso óptimo. La orientación exacta, que por lo general no se observa necesariamente en el caso del mecanizado manual y que requiere un tiempo de mecanizado más largo para lograr el resultado correspondiente, ya no debe tenerse en cuenta en lo que respecta al tiempo de mecanizado, es decir, el mecanizado
para lograr un resultado óptimo de rectificado es ahora más fiable, reproducible y posible en un tiempo significativamente más corto.
Otra ventaja de la invención es la posibilidad de colocar el disco abrasivo en un ángulo, lo que ha demostrado ser particularmente efectivo. Esto influye tanto en la cantidad de puntos de lijado como en el resultado del mecanizado con una reducción de la profundidad de la rugosidad.
Naturalmente, esto resulta en considerables ventajas de costos, que son notables en la medida en la que el procesamiento de la superficie en el sentido de la invención se lleva a cabo en productos en serie, es decir, en una secuencia de trabajo casi ininterrumpida.
De acuerdo con otra idea de la invención, la banda abrasiva se alimenta desde un dispensador al disco abrasivo y se fija en este. Esta fijación puede llevarse a cabo mediante una fijación de tipo abrojo, una fijación adhesiva o una fijación al vacío, en cuyo caso el disco abrasivo, convenientemente modificado con aberturas de succión, se conecta a un dispositivo de succión.
Para soltar la fijación, en particular, la fijación tipo abrojo y la adhesiva, se ha previsto un eyector en el área del disco abrasivo, después de cuyo uso la banda de lijado se desplaza por la distancia correspondiente hasta llegar a una región posterior no utilizada de la banda abrasiva. Preferentemente, el transporte de la banda abrasiva se realiza en ciclos, por lo que, según la experiencia, la banda abrasiva puede utilizarse para varias pasadas de mecanizado en una posición inmóvil con respecto a la placa abrasiva.
El avance cíclico de la banda abrasiva en el área de acción del disco abrasivo, según sea necesario, también resulta en una considerable reducción del tiempo de mecanizado en comparación con el recambio manual de la hoja de lija.
El uso de un robot de acuerdo con la invención resulta en una mayor reducción del tiempo de preparación en comparación con el estado de la técnica, debido a que se evitan los caminos requeridos para retirar y cambiar la hoja de lija.
De acuerdo con otra idea de la invención, el dispensador de la banda abrasiva está diseñado en el sentido de un casete, con un eje de desenrollado y un eje de enrollado. En este caso, el casete es un componente de un dispositivo de lijado con un brazo robótico y debe ser reemplazado completamente según sea necesario, es decir, después de que la banda abrasiva se haya gastado, y si es necesario debe ser recargado con la banda abrasiva.
En lugar de usar el casete en la rectificadora automática, el casete también puede ser parte de un dispositivo de rectificado manual. Mediante el diseño adecuado del casete, se puede separar en el casete el polvo de lija generado durante el lijado.
Además, en el dispositivo de lijado de acuerdo con la invención, la banda abrasiva puede mantenerse parcialmente tensa en el casete, para lo cual es preferente disponer de un dispositivo de frenado en el casete o en el exterior inmediatamente adyacente, pero que esté funcionalmente conectado a la banda abrasiva.
Para tensar la banda abrasiva, pueden preverse cilindros accionados en forma neumática o hidráulica, uno de los cuales presiona la banda abrasiva sobre un rodillo de desviación antes de su ingreso al disco de esmerilado y lo fija así, y otro cilindro engancha la banda abrasiva en el lado de salida, estando este cilindro conectado operativamente a un sistema de sensor de fuerza, por ejemplo, un sistema de sensor de presión.
El movimiento de lijado respecto de la superficie, tal como se conoce del estado de la técnica, se efectúa en la rectificadora automática mediante una modificación correspondiente del accionamiento, por la que se genera un movimiento orbital o vibratorio. En una operación de lijado rotativo, el casete se mueve en conjunto.
Para poder mecanizar mejor las superficies más sensibles, los bordes longitudinales de la banda abrasiva se conformaron de manera diferente, por ejemplo, recta, ondulada, dentada o una combinación de ellas.
Por medio de un sistema de sensores, se puede detectar la longitud de la banda abrasiva usada. Esto puede determinarse por medio de la longitud inicial, así como el final de la banda abrasiva de una manera controlada por un ordenador.
De manera adicional o alternativa, se conectó un sensor, por ejemplo, en forma de láser, previamente al disco abrasivo en la dirección de avance de la banda abrasiva, siendo que dicho sensor detecta una abertura prevista al final de la banda abrasiva, disponiéndose esta abertura de tal manera que puede ser utilizada al máximo la longitud de la banda abrasiva.
Hasta la fecha han surgido inconvenientes cuando la banda abrasiva se desgarra, particularmente en una banda cuyo soporte es de papel, causando daños tanto a la superficie que se está lijando como al propio dispositivo de lijado.
Para detectar tal desgarro, se ha previsto de acuerdo con otra idea de la invención un sistema de sensores correspondiente, el cual está dispuesto preferentemente delante del disco abrasivo como se observa en la dirección de paso de la banda abrasiva. Este sistema de sensores está formado, por ejemplo, de manera que posee un sensor de movimiento y un elemento acompañante que se mueve de forma sincronizada con la banda abrasiva y está provisto de marcas, asignándose este sistema de sensores a la salida no accionada la banda abrasiva, preferentemente en el casete.
En el caso de un desgarro de la banda abrasiva, el desprendimiento de esta última se ve interrumpido por un eje de desenrollado, de manera que este se encuentra estacionario, al igual que el elemento acompañante que está dispuesto de manera que no pueda girar en relación con el eje de desenrollado y que pueda, por ejemplo, tener la forma de una rueda dentada, cuyos dientes forman las marcas. También es concebible otra configuración del elemento acompañante, a condición de que tenga elementos tal como marcas que permitan detectar el movimiento del elemento acompañante o su parada mediante el sensor de movimiento.
En las subreivindicaciones se indican otras realizaciones ventajosas de la invención.
El método de acuerdo con la invención, así como un ejemplo de realización de un dispositivo de lijado de acuerdo con la invención se describen a continuación con referencia a los dibujos que lo acompañan.
Se muestra en las figuras:
La Figuras 1 y 2, en cada caso una vista lateral esquemática de una sección parcial de un dispositivo de lijado de acuerdo con la invención,
la Figura 3, un detalle del dispositivo de lijado en diferentes variantes de realizaciones,
las Figuras 4 a 7, en cada caso, vistas laterales esquemáticas de otras variantes de realizaciones del dispositivo de lijado,
la Figura 8, una vista frontal de un dispositivo de lijado de acuerdo con la invención,
la Figura 9, una parte del dispositivo de lijado en una vista en perspectiva.
Las Figuras 1 y 2 muestran una parte de un dispositivo de lijado 1 para eliminar un defecto en una superficie, por ejemplo, una superficie que se ha sometido a un tratamiento final, en particular pintura final, mediante lijado, en el que, tras la detección óptica del defecto por medio de un sistema de sensores ópticos, que no se muestra, una banda abrasiva 5 flexible es desplazada transversalmente a la superficie y presionada contra el defecto a mecanizar.
Un brazo robótico 2 que porta un disco abrasivo 3 está en conexión operativa con el sistema de sensores, y es trasladado al lugar del defecto de acuerdo con las especificaciones del sistema de sensores.
En este caso, la banda abrasiva 5 se mantiene en el disco abrasivo 3, que puede trasladarse hacia la superficie para rectificar el lugar del defecto, por ejemplo, en forma orbital, vibratoria o giratoria.
La banda abrasiva 5 se mantiene en un dispensador en forma de casete 4 y se enrolla en un rodillo 6 en un eje de desenrollado 7 y, preferentemente de forma cíclica, en función de la operación de lijado, se enrolla en un eje de enrollado 8.
La sujeción de la banda abrasiva 5 en el disco abrasivo 3 se realiza de manera material o forzada, por ejemplo, mediante una fijación adhesiva desprendible o mediante una fijación de tipo abrojo o de succión. Para este último, se ha previsto un dispositivo de succión no mostrado, que está en comunicación con el disco abrasivo 3.
La banda abrasiva 5, que puede observarse en cada caso como una sección en la Figura 3 en diferentes variantes de realizaciones, puede tener bordes de contorno diferente. Por ejemplo, en la figura 5a) un borde de la banda abrasiva 5 es ondulado y el otro borde es recto. En la Figura 5b) ambos bordes longitudinales opuestos son rectos, mientras que la Figura 5c) muestra una variante en la que ambos bordes longitudinales son dentados.
Para desprender la banda abrasiva 5 del disco abrasivo 3, se han previsto eyectores 9 en el área del disco abrasivo 3, de acuerdo con las representaciones en las figuras 5 a 7.
A este respecto, en el ejemplo de la Figura 5, los eyectores 9 están situados a ambos lados del disco abrasivo 3, indicándose la dirección de paso de la banda abrasiva 5 con una flecha.
En las Figuras 6 y 7, el disco abrasivo 3 está revestido por el eyector 9. En función, se eleva el disco abrasivo 3 con respecto al eyector 9 de tal manera que el eyector 9 deje sin efecto la conexión del disco abrasivo 3 con la banda abrasiva 5 en el sentido de un contrasoporte.
En la Figura 4, el casete 4 que recibe la banda abrasiva 5 se muestra como una sola unidad, estando los ejes de desenrollado y enrollado 7, 8 separados por un tabique intermedio 10 de tal manera que el polvo de lijado producido durante el mecanizado no ingresa en el área en la que está dispuesta la banda abrasiva 5 no utilizada en forma del
rodillo 6, en el lado izquierdo de la ilustración.
La Figura 8 muestra un dispositivo de esmerilado equipado con la banda abrasiva 5, mientras el paso de la banda abrasiva 5 está indicado por flechas.
El eje de enrollado 8 es accionado, y desenrolla la banda abrasiva 5 del eje de desenrollado 7, mientras la banda abrasiva 5 es guiada sobre una pluralidad de rodillos de desviación 13.
Para poder detectar el final de la banda abrasiva después de su utilización, se ha previsto una fuente de láser 14 a continuación del eje de desenrollado 7, que utiliza un rayo láser 15 para detectar una abertura, no mostrada en la presente memoria, realizada al final de la banda abrasiva 5 durante su fabricación, de modo que la longitud útil de la banda abrasiva 5 pueda utilizarse de manera óptima.
Dado que el casete 4 del ejemplo de realización se conecta de forma fija al brazo robótico 2, mientras que el disco abrasivo 3 con las unidades correspondientes es sostenido en el brazo robótico 2 mediante una brida de contacto móvil, la banda abrasiva 5 debe mantenerse bajo tensión constante en la región del disco abrasivo 3.
Para ello, en el ejemplo se han previsto dos elementos tensores, a saber, en forma de cilindros accionados en forma neumática o hidráulica 11, 12, en los que un cilindro 11 presiona la banda abrasiva 5 contra un rodillo de desviación 13 antes de la entrada hacia el disco abrasivo 3.
En el lado de salida, es decir, aguas abajo del disco abrasivo 3, la banda abrasiva 5 es tensada por el cilindro 12 que engancha la banda abrasiva 5 entre dos rodillos de desviación 13 sobre los que se guía la banda abrasiva 5.
En la Figura 9, se muestra un sistema de sensores como detalle mediante el cual se detecta un desgarro de la banda abrasiva 5.
Este sistema de sensores consiste en un sensor de movimiento 16 y un elemento acompañante 17 correspondiente al mismo, que está formado como una rueda dentada y que se mantiene de manera giratoria fija en el eje de desenrollado 7, de modo que realiza un movimiento sincrónico con el eje de desenrollado 7 que gira libremente.
Como el eje de desenrollado 7 prácticamente se arrastra junto con la banda abrasiva cuando se acciona el eje de enrollado 8, que está conectado a un motor, el elemento acompañante 17 también gira en consecuencia. Cuando la banda abrasiva 5 se desgarra, se detiene el eje de desenrollado 7, al igual que el elemento acompañante 17, que es detectado por el sensor de movimiento 16, de modo que se interrumpe el accionamiento del eje de enrollado 8.
Lista de referencias
1 dispositivo de lijado
2 brazo robotizado
3 disco abrasivo
4 casete
5 banda abrasiva
6 rodillo
7 eje de desenrollado
8 eje de enrollado
9 eyector
10 tabique intermedio
11 cilindro
12 cilindro
13 rodillo de desviación
14 fuente láser
15 rayo láser
16 sensor de movimiento
17 elemento acompañante
Claims (15)
1. Método de eliminación de un defecto en una superficie, en particular, una superficie con la pintura final, mediante lijado, en el que tras la detección óptica del defecto, una banda abrasiva flexible es desplazada transversalmente a la superficie y presionada contra el defecto a mecanizar, caracterizado por que el lugar defectuoso es detectado mediante un sistema de sensores que se encuentran en conexión operativa con un brazo robótico (2) que portan un disco abrasivo (3), en el que se guía hacia el disco abrasivo (3) el disco abrasivo conformado como banda abrasiva (5) y este se presiona contra el lugar defectuoso.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la banda abrasiva (5) está fijada de manera desprendible con adherencia de material o con arrastre de fuerza al disco abrasivo (3).
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la banda abrasiva (5) está mantenida mediante una fijación tipo abrojo o por succión en el disco abrasivo (3).
4. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se mueve el disco abrasivo (3) con la banda abrasiva (5) fijada a este en forma giratoria, vibratoria u orbital.
5. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que después del lijado del lugar defectuoso se desprende la banda abrasiva (5) del disco abrasivo (3).
6. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la banda abrasiva (5) después de haber sido desprendida del disco abrasivo (3) es trasladada en forma cíclica a lo largo del tramo longitudinal correspondiente del lugar defectuoso.
7. Dispositivo de lijado para llevar a cabo el método de acuerdo con la reivindicación 1 con una banda abrasiva flexible, caracterizado por que un disco abrasivo (3) que porta la banda abrasiva (5) está fijado a un brazo robótico (2) que se encuentra en conexión operativa controlada por un ordenador, con un sistema de sensores que detectan el lugar defectuoso, habiéndose asignado un eyector (9) al disco abrasivo (3), para soltar la banda abrasiva (5) fijada al disco abrasivo (3).
8. Dispositivo de lijado de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que la banda abrasiva (5) está almacenada en un dispensador que consiste en un casete (4) dispuesto en el área del brazo robótico (2).
9. Dispositivo de lijado de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 8, caracterizado por que al menos uno de los bordes longitudinales de la banda abrasiva (5) está contorneado.
10. Dispositivo de lijado de acuerdo con la reivindicación 7 a 9, caracterizado por que el casete (4) presenta un eje de enrollado (8) y un eje de desenrollado (7) para enrollar y desenrollar la banda abrasiva (5), mientras el eje de enrollado (8) puede accionarse en forma cíclica.
11. Dispositivo de lijado de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que se ha previsto un sensor correspondiente al eje de desenrollado (7), mediante el cual puede detectarse el final de la banda abrasiva (5).
12. Dispositivo de lijado de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que el sensor para la detección final de la banda abrasiva (5) consiste en un emisor láser (14), mientras la banda abrasiva (5) presenta una abertura en el área final que se corresponde con un rayo láser (15) del emisor láser.
13. Dispositivo de lijado de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que se ha previsto un sistema de sensores asignado al eje de desenrollado (7) para detectar un desgarro de la banda abrasiva (5).
14. Dispositivo de lijado de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por que el sistema de sensores consiste en un sensor de movimiento (16) y un elemento acompañante (17) que se mueve en forma sincronizada con la banda abrasiva (5) o el eje de desenrollado (7), que está provisto de marcas que pueden ser detectadas por el sensor de movimiento (16).
15. Dispositivo de lijado de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado por que se han previsto elementos tensores con los cuales se tensa la banda abrasiva (5), a través de lo que se ha previsto un elemento tensor del lado de ingreso al disco abrasivo (3) y otro elemento tensor del lado de salida.
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