ES2912464T3 - Aparato para la colocación de sujeciones de alambre - Google Patents

Aparato para la colocación de sujeciones de alambre Download PDF

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ES2912464T3 ES19715541T ES19715541T ES2912464T3 ES 2912464 T3 ES2912464 T3 ES 2912464T3 ES 19715541 T ES19715541 T ES 19715541T ES 19715541 T ES19715541 T ES 19715541T ES 2912464 T3 ES2912464 T3 ES 2912464T3
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Bernard Lopez
Nicolas Chaudet
Philippe Gilbert
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Abstract

Aparato (10) para colocación de sujeciones, que comprende: - una guía de alambre (41, 44, 46, 100), para alambre de sujeción, que se extiende entre una entrada de alambre (20) y un extremo de guía fijo (100), - un gancho pivotante (40) que presenta un extremo de gancho libre (43), formando el gancho un tramo de la guía de alambre (41) y presentando una libertad de pivotamiento entre una posición abierta en la que el extremo de gancho libre (43) está apartado del extremo de guía fijo (100), y una posición cerrada en la que el extremo de gancho libre (43) está alineado con el extremo de guía fijo (100), - un arrastrador mecánico (44) de alambre de sujeción dispuesto aguas arriba del gancho (40), - una cuchilla (46) de seccionamiento de alambre, estando la cuchilla dispuesta aguas arriba del gancho, - un retorcedor rotatorio (30) con unos arrastradores de alambre de sujeción (32) dispuestos aguas arriba y aguas abajo del gancho, y aguas abajo de la cuchilla, estando los arrastradores configurados para interceptar un alambre de sujeción en una posición de alineación del retorcedor rotatorio con la guía de alambre, - un motor eléctrico (22) conectado a un mecanismo de transmisión (50) que comprende una rueda de accionamiento secuencial (60) del gancho (40) y de la cuchilla (46), caracterizado por que el aparato comprende, además - un primer sensor de posición angular (130) de la rueda de accionamiento secuencial (60), configurado para suministrar una primera señal de posición angular continuamente variable sobre un rango angular de rotación de 360 grados de la rueda de accionamiento secuencial (60), estando el primer sensor de posición angular asociado a al menos uno de entre la rueda de accionamiento secuencial (60) y el motor eléctrico (22), - un circuito electrónico de control (120) del motor eléctrico (22) conectado al primer sensor de posición angular (130) y que recibe la primera señal de posición angular del primer sensor de posición angular, para un pilotaje del motor en función de dicha primera señal de posición angular.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para la colocación de sujeciones de alambre
Campo técnico
[0001] La presente invención se refiere a un aparato para la colocación de sujeciones de alambre. Un aparato de este tipo, también designado como "pistola sujetadora" se utiliza para la fijación entre sí de ramales pequeños o de ramas de árboles, de arbustos o de arbolillos o también para la fijación de sarmientos de vid sobre un soporte delgado y, en particular, sobre un alambre de emparrado.
[0002] La fijación se hace por medio de un alambre de sujeción posicionado y retorcido por la pistola sujetadora.
[0003] En el campo vitícola, la fijación de las ramas y sarmientos de vid sobre unos soportes de emparrado es una operación anual tediosa que necesita la colocación de un número importante de sujeciones. El número de sujeciones a colocar puede variar de 9.000 a 80.000 sujeciones por hectárea de vid.
[0004] La invención encuentra, de este modo, unas aplicaciones, principalmente, en los campos de la arboricultura y de la viticultura.
Estado de la técnica anterior
[0005] Una ilustración del estado de la técnica se da en la patente EP0763323.
[0006] La patente EP 0763323 se refiere a una pistola sujetadora provista de un motor eléctrico de accionamiento único, alimentado de corriente continua. La pistola sujetadora forma una sujeción retorcida alrededor de elementos a sujetar durante un ciclo de sujetado iniciado por un operador que presiona un gatillo de la pistola. El motor asegura un accionamiento mecánico de un cabezal de colocación de sujeciones de la pistola para unas funciones de preparación de una sujeción a partir de un alambre de sujeción y para una función que consiste en retorcer el alambre de sujeción después de su instalación alrededor de los elementos a sujetar.
[0007] El cabezal de colocación de sujeciones de la pistola comprende un gancho pivotante que constituye un tramo de una guía para alambre de sujeción. Con el fin de rodear los elementos a sujetar, el gancho puede pivotar entre una posición abierta que permite el paso en el cabezal de colocación de los elementos a sujetar y una posición cerrada en la que es posible el retorcimiento del alambre de sujeción alrededor de los elementos a sujetar.
[0008] El motor está conectado a un mecanismo de transmisión complejo para realizar las funciones principales del ciclo de sujetado, a saber, el arrastre del alambre de sujeción, el cierre del gancho, el corte del alambre de sujeción, la rotación del retorcedor y, finalmente, la apertura del gancho.
[0009] El mecanismo de transmisión comprende una rueda de accionamiento secuencial que permite durante su rotación sobre un giro completo provocar el cierre del gancho, el accionamiento del rodillo de arrastre del alambre de sujeción, el accionamiento de la cuchilla y la apertura del gancho. El movimiento de la rueda de accionamiento secuencial se transmite a los diferentes órganos, ya sea por un juego de engranajes, para el rodillo de arrastre, ya sea por un juego de levas y bieletas para el gancho y la cuchilla. El juego de levas y bieletas que accionan el gancho comprende un rodillo de presión que coopera con el rodillo arrastrador para embragar o desembragar el avance del alambre de sujeción.
[0010] El mecanismo de transmisión también comprende un retorcedor para realizar un retorcido del alambre de sujeción alrededor de los elementos a sujetar.
[0011] La rueda de accionamiento secuencial y el retorcedor están acoplados al motor por mediación de transmisiones de rueda libre, respectivamente de sentido opuesto. De este modo, para una rotación del motor en un primer sentido de rotación, solo se arrastra la rueda de accionamiento secuencial, mientras que el retorcedor permanece en reposo. A la inversa, para una rotación del motor en un sentido de rotación opuesto al primer sentido de rotación, solo se arrastra el retorcedor, mientras que la rueda de accionamiento secuencial permanece en reposo.
[0012] El arrastre selectivo de la rueda de accionamiento secuencial y del retorcedor tiene lugar por una acción sobre el control del motor eléctrico. Está previsto, a estos efectos, un circuito electrónico de alimentación y de control del motor para pilotar el sentido de rotación y la velocidad de rotación del motor en el primer sentido de rotación y en el sentido de rotación opuesto.
[0013] La rueda de accionamiento secuencial comprende dos imanes de indexación posicionados en unas posiciones angulares predeterminadas. Durante el paso de un imán de indexación delante de un sensor de efecto Hall, se envía una señal instantánea al circuito de control del motor para iniciar unos cambios en las consignas de control del motor (velocidad, sentido de rotación).
[0014] Lo mismo sucede con el retorcedor que comprende dos imanes de indexación dispuestos simétricamente y que pasan sucesivamente durante la rotación del retorcedor delante un sensor de efecto Hall para generar una señal instantánea hacia el circuito de control del motor e iniciar, ahí también, unos cambios en las consignas de control del motor (velocidad, sentido de rotación).
[0015] Una primera dificultad radica en el posicionamiento de los imanes de indexación que necesitan unos mecanizados precisos, precisión ligada a la consigna del motor iniciada durante la señal instantánea desencadenada por el paso del imán delante del sensor de efecto Hall.
[0016] Las disposiciones angulares de los imanes de indexación de la rueda de accionamiento secuencial y del retorcedor permiten el desencadenamiento de las diferentes fases del ciclo de sujetado sobre un giro completo de la rueda de accionamiento secuencial y no es posible generar una señal hacia el circuito de control del motor fuera de estas posiciones.
[0017] Por ejemplo, un control específico de detención del motor cuando se desembraga el arrastre del alambre de sujeción necesitaría la disposición de un imán de indexación suplementario sobre la rueda de accionamiento secuencial, pero también necesitaría que este imán genere una señal distinta de la generada por los otros imanes de indexación que intervienen durante un ciclo de sujetado para que su señal esté oculta por el circuito electrónico de control del motor durante la realización de un ciclo de sujetado. De este modo, la implementación de otras funciones que no sean el ciclo de sujetado necesitaría la multiplicación de imanes de indexación suplementarios, generando cada uno de estos imanes durante su paso delante del sensor de efecto Hall una señal distinta, oculta durante la ejecución de un ciclo de sujetado, multiplicando la complejidad de realización del sujetador. Esta operación, con todo indispensable para el mantenimiento de la herramienta y el cambio del enlace, se hace, entonces, manualmente con muchos esfuerzos.
[0018] Otro problema se refiere a la inercia del sistema en el momento de la detección de una posición angular predeterminada. Por ejemplo, es necesario posicionar precisamente el retorcedor durante su detención con respecto a la guía para alambre de sujeción para permitir el paso libre del alambre de sujeción durante el próximo ciclo de sujetado antes de la puesta en rotación del retorcedor. Durante la rotación del retorcedor, su inercia no hace posible su detención con una precisión suficiente en la posición angular deseada. Entonces, el motor se detiene, en primer lugar, luego, se vuelve a alimentar para girar a una velocidad de rotación que limita fuertemente la inercia del retorcedor para detener el retorcedor en su posición predeterminada a la detección del imán de indexación siguiente. Este fenómeno es tanto más importante en cuanto que la velocidad del motor es grande.
Exposición de la invención
[0019] En lo que sigue, las expresiones "aguas arriba" y "aguas abajo" se comprenden con respecto a un sentido de avance de un alambre de sujeción a lo largo de un trayecto de alambre desde una entrada de alambre de sujeción hasta un extremo de la guía de alambre en el cabezal de colocación de sujeciones.
[0020] El funcionamiento de la pistola sujetadora conocida, explicado más arriba, permite, durante un apoyo sobre el gatillo, realizar un ciclo completo de sujetado gracias a la detección de posiciones angulares predeterminadas de la rueda de accionamiento secuencial o del retorcedor. En cambio, no permite a una acción específica del operador detener automáticamente la herramienta en unas posiciones intermedias de estas posiciones predeterminadas, que permita una puesta en posición específica de estos componentes para facilitar unas operaciones de mantenimiento o la introducción de un nuevo alambre de sujeción, por ejemplo.
[0021] El funcionamiento de la pistola sujetadora conocida tampoco permite una detención instantánea de la herramienta sobre una posición predeterminada durante la detección de una posición de este tipo. Por lo demás, si fuera posible una detención de este tipo, la detención sería brusca y sería perjudicial para la durabilidad de los componentes mecánicos de la herramienta provocando su desgaste prematuro, lo que podría limitar muy fuertemente la vida útil de la herramienta.
[0022] De este modo, es importante poder, por una parte, definir unas nuevas posiciones angulares, distintas de las posiciones angulares predeterminadas de un ciclo completo de sujetado y, por otra parte, anticipar la llegada a cualquier posición angular, con una precisión que puede ser del orden del grado de ángulo, para que la consigna del motor se respete en el mismo momento del paso sobre esta posición angular.
[0023] Para superar estas dificultades, la invención según la reivindicación 1 propone, más precisamente, un aparato para colocación de sujeciones, que comprende:
- una guía de alambre, para alambre de sujeción, que se extiende entre una entrada de alambre y un extremo de guía fijo,
- un gancho pivotante que presenta un extremo de gancho libre, formando el gancho un tramo de la guía de alambre y presentando una libertad de pivotamiento entre una posición abierta en la que el extremo de gancho libre está apartado del extremo de guía fijo, y una posición cerrada en la que el extremo de gancho libre está alineado con el extremo de guía fijo,
- un arrastrador mecánico de alambre de sujeción dispuesto aguas arriba del gancho,
- una cuchilla de seccionamiento de alambre, estando la cuchilla dispuesta aguas arriba del gancho,
- un retorcedor rotatorio con unos arrastradores de alambre de sujeción dispuestos aguas arriba y aguas abajo del gancho y aguas abajo de la cuchilla, estando los arrastradores configurados para interceptar un alambre de sujeción en una posición de alineación del retorcedor rotatorio con la guía de alambre,
- un motor eléctrico conectado a un mecanismo de transmisión que comprende una rueda de accionamiento secuencial del gancho y de la cuchilla,
- un primer sensor de posición angular de la rueda de accionamiento secuencial, configurado para suministrar una primera señal de posición angular continuamente variable sobre un rango angular de rotación de 360 grados de la rueda de accionamiento secuencial, estando el primer sensor de posición angular asociado a al menos uno de entre la rueda de accionamiento secuencial y el motor eléctrico,
- un circuito electrónico de control del motor eléctrico conectado al primer sensor de posición angular y que recibe la primera señal de posición angular del primer sensor de posición angular, para un pilotaje del motor en función de dicha primera señal de posición angular.
[0024] El alambre de sujeción puede comprender al menos un alambre metálico, preferentemente enfundado, por ejemplo, un alambre de acero dulce o de acero inoxidable dispuesto entre dos tiras de papel o de materia plástica. Una reserva de alambre puede estar constituida por una bobina, por ejemplo, una bobina que se lleva en el cinturón de un usuario o sobre la pistola. El alambre de sujeción se introduce en el aparato de colocación de sujeción por una entrada de alambre trasera girada hacia el usuario.
[0025] El alambre de sujeción avanza, a continuación, en el aparato de colocación de sujeciones a lo largo de una guía, desde la entrada de alambre hasta un extremo de guía fijo.
[0026] Un tramo funcionalmente importante de la guía de alambre está constituido por el gancho de forma arqueada para posicionarse alrededor de los elementos a sujetar. El gancho presenta dos extremos de los que un primer extremo puede estar conectado al cuerpo del aparato de colocación por una conexión pivote y un segundo extremo, libre, hacia el que se dirige el alambre de sujeción. También se puede presentar de una forma pivotante alrededor de un eje central, como en el documento EP1114578. El gancho forma parte del cabezal de colocación de sujeción del aparato.
[0027] En una posición denominada "abierta" del gancho, el extremo libre del gancho está distante del extremo de guía fijo y distante, igualmente, del retorcedor descrito ulteriormente. La posición abierta del gancho habilita un paso para recibir en el cabezal de colocación de sujeciones los elementos a sujetar. Típicamente, se trata de una rama o de un sarmiento de vid y de un alambre de emparrado.
[0028] En la posición abierta, se interrumpe un trayecto del alambre de sujeción en el cabezal de colocación.
[0029] El trayecto se restablece cuando el gancho ocupa una posición denominada "cerrada". En la posición cerrada, el extremo libre del gancho es adyacente al extremo de guía fijo y está alineado con este último. De este modo, se define un trayecto continuo para el alambre de sujeción.
[0030] El avance del alambre de sujeción a lo largo del trayecto está asegurado por un arrastrador de avance. El arrastrador de avance puede incluir un rodillo de arrastre mecánico aguas arriba del gancho. Más precisamente, el alambre de sujeción puede estar presionado entre el rodillo de arrastre y un rodillo de presión y arrastrado por el rodillo de arrastre. Preferentemente, el rodillo está provisto de muescas que se pueden incrustar en el enlace para facilitar el arrastre sin deslizamiento.
[0031] Según otra posibilidad, el arrastrador de avance del alambre también puede incluir una mordaza corredera que agarra secuencialmente el alambre de sujeción en una posición distal con respecto al gancho y que lo suelta en una posición proximal.
[0032] Como se ha indicado anteriormente, el cabezal de colocación de sujeción también comprende una cuchilla para recortar el alambre de sujeción después de su avance hasta el extremo fijo de la guía. El recorte del alambre de sujeción sobre unos tramos de una cierta longitud, que va de la cuchilla hasta el extremo fijo de la guía permite formar unas sujeciones de longitud uniforme.
[0033] La cuchilla puede estar formada, por ejemplo, por una guillotina rotatoria.
[0034] Otro órgano esencial en la formación de las sujeciones es el retorcedor rotatorio. El retorcedor intercepta el alambre de sujeción en la vecindad de sus extremos libres, es decir, en la vecindad del extremo que se encuentra en el extremo fijo de guía y el extremo que se encuentra en la vecindad de la cuchilla, después de recorte. La rotación del retorcedor y, más particularmente, la de los arrastradores de alambre de sujeción del retorcedor permite enlazar en rotación los extremos libres del alambre de sujeción y efectuar un retorcido que permite apretar la sujeción alrededor de los elementos a sujetar.
[0035] La energía mecánica necesaria para el funcionamiento de los diferentes órganos del aparato de colocación de sujeciones puede estar proporcionada por uno o varios motores eléctricos, estando cada uno de ellos asociado a al menos una función de la herramienta de entre el arrastre del enlace, el pivotamiento del gancho, el corte del alambre de sujeción y el retorcedor. El o los motores eléctricos pueden estar alimentados de energía por una batería incorporada en el aparato de colocación de sujeciones o que la lleva el usuario. La batería puede estar pilotada por el circuito electrónico que también controla los motores.
[0036] Un mecanismo de transmisión conecta cada motor a su o sus accionadores y el mecanismo de transmisión de al menos dos funciones de cierre del gancho y de corte del alambre de sujeción comprende una rueda de accionamiento secuencial.
[0037] La rueda de accionamiento secuencial está provista de un cierto número de levas de accionamiento. Las levas cooperan con unas bieletas para el control de la cuchilla y del pivotamiento del gancho. Se puede encontrar una descripción detallada del funcionamiento del sistema de leva y de bieletas en el documento EP0763323.
[0038] El motor eléctrico asociado al mecanismo de transmisión de la rueda de accionamiento secuencial está asociado a un circuito electrónico de control que permite pilotar la alimentación eléctrica de las fases del motor. Estas fases están preferentemente en número de tres cuando se trata de un motor síncrono trifásico sin escobillas de imanes permanentes, denominado motor "brushless" ("sin escobillas"). Este tipo de motor se prefiere cuando se trata de generar unas velocidades de trabajo elevadas y de ahorrar la energía de la batería gracias a su rendimiento elevado. Sobre todo, la ausencia de escobillas elimina completamente la fricción y refuerza la vida útil del motor.
[0039] El circuito electrónico de control permite, en concreto, fijar el sentido de rotación del motor y la velocidad de rotación del motor en cada sentido con unas fases de aceleración, de retención de una velocidad de rotación o de desaceleración. El circuito electrónico de control puede servir, igualmente, para coordinar, controlar y pilotar el funcionamiento de los diferentes motores de la herramienta cuando la herramienta comprende varios motores eléctricos.
[0040] El circuito electrónico de control recibe una primera señal de posición angular y determina los parámetros de intensidad o de tensión instantáneos aplicados sucesivamente a las fases del motor para controlar una velocidad instantánea de rotación del motor. En particular, el circuito electrónico calcula y aplica la frecuencia de la corriente de alimentación de las fases sucesivas de un motor eléctrico cuando se trata de un motor síncrono trifásico sin escobilla de imanes permanentes. La primera señal de posición angular es una señal susceptible de dar cuenta de la posición angular instantánea de la rueda de accionamiento secuencial.
[0041] La primera señal de posición angular está suministrada por un primer sensor angular de la rueda de accionamiento secuencial
[0042] No obstante, conviene precisar que el primer sensor de posición angular no está necesariamente asociado a la rueda de accionamiento secuencial, sino que también puede estar asociado al motor eléctrico que arrastra la rueda de accionamiento secuencial o, generalmente, a cualquier eje de rotación u órgano en rotación, enlazado mecánicamente a la rotación de la rueda de accionamiento secuencial con un factor de reducción o de multiplicación conocido.
[0043] De este modo, se considera que el primer sensor de posición angular está asociado a la rueda de accionamiento secuencial o al motor eléctrico cuando es sensible a la rotación de la rueda de accionamiento secuencial, a la rotación del motor eléctrico o a la rotación de otro órgano, por ejemplo, un árbol de transmisión, solidario en rotación con la rueda de accionamiento secuencial o con el motor eléctrico.
[0044] La primera señal de posición angular del primer sensor de posición angular puede ser una señal directa procedente de un sensor o una señal compleja calculada a partir de la señal de un sensor y/o de la medición de parámetros relacionados con el funcionamiento del motor eléctrico.
[0045] En efecto, si es posible posicionar un primer sensor de posición angular sobre el motor eléctrico, es posible, igualmente, por ejemplo, en el caso de los motores síncronos trifásicos sin escobillas de imanes permanentes, determinar la posición angular del rotor por mediación de un algoritmo basado en los parámetros del motor, como la tensión o la corriente de las diferentes fases. Estando los parámetros del motor determinados directamente por el circuito electrónico de control del motor, de este modo, es suficiente explotar la información de este control por un ordenador, por ejemplo. El ordenador puede proporcionar, entonces, una señal que se utiliza para formar la primera señal de posición angular.
[0046] Según una característica de la invención, el primer sensor de posición angular es un sensor de señal continuamente variable que es sensible a una rotación de la rueda de accionamiento sobre un rango angular de 360 grados de ángulo. En otras palabras, la primera señal de posición angular suministrada por el sensor permite dar cuenta de manera continua de la posición angular de la rueda de accionamiento secuencial y, en concreto, de la posición angular absoluta instantánea de la rueda de accionamiento secuencial sobre 360 grados de ángulo.
[0047] Se considera, igualmente, que la primera señal de posición angular es continuamente variable cuando la señal es una señal analógica variable o una señal digital formada por una sucesión continua de valores discretos que reflejan la posición angular absoluta instantánea sobre un giro completo de la rueda de accionamiento secuencial, correspondiendo, de este modo, cada posición angular a un valor distinto. El número de valores, en este caso, es preferentemente igual o superior a 180 o superior a 360 para disponer de una precisión superior al grado de ángulo. Además, permite anticipar la llegada de la rueda de accionamiento secuencial sobre una posición angular predeterminada.
[0048] El sensor se distingue, de este modo, del sensor utilizado en la pistola sujetadora del documento EP0763323 que no suministra más que una señal pulsada al paso de un imán de indexación delante del sensor y que suministra una señal nula o constante para todas las posiciones de la rueda de accionamiento secuencial que no sean las localizadas por un imán de indexación.
[0049] El primer sensor angular de la invención puede ser un sensor magnético u óptico.
[0050] En una realización particular, el primer sensor angular puede ser un sensor de efecto Hall asociado a al menos un imán rotatorio montado en la punta de árbol, de un árbol solidario en rotación con al menos uno de entre la rueda de accionamiento secuencial y el motor eléctrico, asociado a la rueda de accionamiento secuencial. Puede tratarse del árbol de rotación de la rueda de accionamiento secuencial o un árbol sincronizado con el árbol de rotación de la rueda de accionamiento secuencial.
[0051] En particular, el imán puede incluir dos polos norte y sur montados giratorios en la punta de árbol en un plano perpendicular al árbol generando un campo magnético giratorio. El campo magnético continuamente variable con el ángulo de rotación puede ser captado por una o varias sondas de magnetorresistencia o de efecto Hall del primer sensor angular instalado en frente del imán según un eje paralelo a su eje de rotación.
[0052] Según otra posibilidad de realización del primer sensor de posición angular, puede tratarse de un sensor angular óptico asociado a una mira circular solidaria en rotación con la rueda de accionamiento secuencial. La mira puede incluir, por ejemplo, una sucesión continua de localizaciones ópticas para proporcionar una primera señal muestreada de la posición angular de la rueda de accionamiento secuencial. La mira circular la puede llevar la rueda de accionamiento secuencial. Puede tratarse, en este caso, de un codificador rotatorio óptico comercial.
[0053] Según también otra posibilidad de realización del primer sensor de posición angular, adaptada a un aparato en el que el motor eléctrico asociado a la rueda de accionamiento secuencial es un motor síncrono trifásico sin escobilla de imanes permanentes, el primer sensor de posición angular puede incluir un circuito de medición de al menos una de entre una tensión y una corriente de las fases del motor y una unidad de cálculo configurada para establecer la primera señal de posición angular en función de una señal de medición del circuito de medición.
[0054] La expresión unidad de cálculo designa, en el presente documento, un ordenador, por ejemplo, en forma de un circuito integrado dedicado o en forma de un procesador que ejecuta un software.
[0055] En particular, la posición angular relativa del rotor del motor puede estar establecida por una medición en un instante dado de las características de tensión o de corriente sobre cada una de las fases del motor, pudiendo la medición estar establecida sobre la base de los parámetros de las señales de control enviadas a las fases del motor por el circuito electrónico de control. A partir de la posición del rotor, asociada a la relación mecánica de reducción del motor hacia la rueda de accionamiento secuencial, es posible, de este modo, calcular la posición angular relativa de la rueda de accionamiento secuencial. Esta operación puede estar efectuada por la unidad de cálculo del primer sensor de posición angular. Se trata, por ejemplo, de un ordenador asociado a una memoria que contiene el valor de la relación de reducción. En este caso, puede estar asociado a un sensor de referencia sensible a una posición angular de referencia de la rueda de accionamiento secuencial. El sensor de referencia puede ser, por ejemplo, un sensor simple de efecto Hall asociado a un imán de indexación que da una referencia angular singular de la rueda de accionamiento secuencial, por ejemplo, al comienzo del ciclo de sujetado. En este caso, la unidad de cálculo puede estar prevista y configurada para establecer la primera señal de posición angular en función de una señal de medición de la posición angular relativa del rotor del motor y de la posición angular de referencia, que permite establecer una posición angular absoluta de la rueda de accionamiento secuencial.
[0056] La primera señal de posición angular suministrada por el primer sensor de posición angular comunica al circuito electrónico de control del motor una información de la posición angular instantánea de la rueda de accionamiento secuencial. Esta información se puede utilizar, de este modo, para pilotar, por ejemplo, una detención progresiva con una velocidad decreciente hasta la detención de la rueda de accionamiento secuencial en unas posiciones angulares predeterminadas. En particular, la velocidad de rotación del motor puede estar servomandada a la posición angular de la rueda de accionamiento secuencial. En concreto, puede estar servomandada para disminuir a medida que se acerca a la posición de detención deseada.
[0057] Un pilotaje de este tipo permite evitar una detención brusca de la rueda de accionamiento secuencial, reduciendo al mismo tiempo el tiempo global necesario para su detención y para su posicionamiento en unas posiciones angulares predeterminadas. La primera señal de posición angular permite, de este modo, anticipar las acciones de control del motor eléctrico asociado a la rueda de accionamiento secuencial, siendo estas acciones efectivas en el momento de una posición de la rueda de accionamiento secuencial en una posición predeterminada. Las posiciones predeterminadas de la rueda de accionamiento secuencial pueden estar memorizadas de manera previa en el circuito electrónico de control del motor y, de este modo, es posible modificarlas o añadir de ellas sin modificar la mecánica de la herramienta. Cada posición angular predeterminada de la rueda de accionamiento secuencial puede conducir a unas acciones diferentes al nivel del control del motor eléctrico, siendo estas posiciones tomadas en cuenta en el software de control de la herramienta, ya sea para la realización del ciclo de sujetado, ya sea para la realización de controles particulares.
[0058] El circuito electrónico de control del motor puede, en efecto, incluir un ordenador dedicado o un ordenador pilotado por un software de control. El circuito eléctrico de control del motor puede incluir, igualmente, una memoria para la memorización de posiciones predeterminadas de la rueda de accionamiento secuencial asociadas a unas fases de control del motor. Se trata, por ejemplo, de posiciones predeterminadas de la rueda de accionamiento secuencial correspondientes a una detención de la rotación del motor, una ralentización del motor o una aceleración del motor. El aparato de colocación de sujeciones puede incluir, además, un segundo sensor de posición angular del retorcedor rotatorio, un motor eléctrico asociado al retorcedor rotatorio y un circuito electrónico de control de dicho motor eléctrico asociado al retorcedor rotatorio, estando el circuito de control conectado al segundo sensor de posición angular y recibiendo una segunda señal de posición angular del segundo sensor de posición angular para un pilotaje del motor en función de dicha segunda señal de posición angular.
[0059] El motor eléctrico asociado al retorcedor rotatorio puede ser el motor eléctrico conectado al mecanismo de transmisión que comprende la rueda de accionamiento secuencial. En este caso, el circuito electrónico de control del motor eléctrico asociado al retorcedor rotatorio es, igualmente, el circuito electrónico de control conectado al primer sensor de posición angular, es decir, el circuito eléctrico de control del motor eléctrico conectado al mecanismo de transmisión que comprende la rueda de accionamiento secuencial. Se trata de una realización de motor eléctrico único que puede arrastrar selectivamente la rueda de accionamiento secuencial y el retorcedor.
[0060] Según otra posibilidad, el motor eléctrico asociado al retorcedor puede ser un motor eléctrico distinto del motor eléctrico conectado al mecanismo de transmisión que comprende la rueda de accionamiento secuencial.
[0061] En el caso de una realización con dos motores, se puede utilizar un solo circuito de control para controlar y sincronizar el control de los motores de la rueda de accionamiento secuencial y del retorcedor. El circuito electrónico de control recibe, entonces, además, la segunda señal de posición angular.
[0062] El segundo sensor de posición angular suministra una segunda señal de posición angular que permite al circuito electrónico de control del motor eléctrico asociado al retorcedor pilotar una detención de la rotación del motor durante una fase de rotación que arrastra el movimiento del retorcedor. La detención de la rotación puede estar pilotada de manera que el retorcedor esté alineado con el trayecto del alambre de sujeción en el momento de la detención.
[0063] Se considera que el retorcedor está alineado con el trayecto del alambre de sujeción cuando unos arrastradores de alambre de sujeción del retorcedor, es decir, los brazos arrastradores o, llegado el caso, las aberturas de paso de alambre de sujeción del retorcedor, se encuentran en una posición que permite el paso libre del alambre de sujeción durante su trayecto hasta el extremo fijo de la guía, luego para interceptar los extremos del alambre de sujeción después de su seccionamiento y durante la rotación del retorcedor.
[0064] Al igual que el primer sensor de posición angular, el segundo sensor de posición angular puede ser un sensor de efecto Hall de señal continuamente variable, sensible a una rotación de un árbol solidario en rotación con el retorcedor. También puede ser un sensor óptico asociado a una mira posicionada alrededor del árbol solidario en rotación con el retorcedor.
[0065] El segundo sensor de posición angular también puede comprender un sensor simple, como, por ejemplo, un sensor de efecto Hall con un imán de indexación que señala el paso de la posición angular de una referencia del retorcedor. En este caso, el motor puede ser un motor síncrono trifásico sin escobilla de imanes permanentes en el que se puede calcular la posición angular relativa del rotor, que conduce al cálculo de la posición angular absoluta del retorcedor conociendo la relación de reducción.
[0066] La señal del segundo sensor angular puede ser continuamente variable sobre un rango angular de 360 grados. Puede ser continuamente variable, igualmente, sobre uno o varios rangos angulares más restringidos, evolucionando cada rango de forma continua entre un valor mínimo y un valor máximo, alcanzándose este último cuando un imán de indexación pasa delante del sensor en el ejemplo de utilización de un sensor de efecto Hall. El o los rangos angulares sobre los que la señal es continuamente variable son superiores a 20 grados de ángulo y preferentemente superiores a 40 grados de ángulo. El segundo sensor de posición angular puede estar asociado, por ejemplo, a dos imanes rotatorios montados simétricamente sobre un soporte en un plano perpendicular al árbol solidario en rotación con el retorcedor, cuando el propio retorcedor presenta una simetría axial a 180 grados.
[0067] El segundo sensor de posición angular es, en este caso, sensible a una variación de un campo magnético inducido por los imanes rotatorios a su aproximación durante la rotación del árbol suministrando una señal continuamente variable sobre un rango angular centrado sobre cada imán. Siendo el retorcedor simétrico, la posición de cada imán permite posicionar el retorcedor de forma alineada con el trayecto del alambre de sujeción. El hecho de poder detectar la aproximación del imán permite anticipar una desaceleración suficiente del motor para pararla, mientras que el retorcedor está alineado sobre el trayecto del alambre de sujeción. La simetría axial del retorcedor permite efectuar un apriete de la sujeción con el medio giro de aproximación.
[0068] Al igual que para el primer sensor de posición angular, se considera que la segunda señal de posición angular del segundo sensor es continuamente variable cuando permite dar cuenta de la posición angular del árbol con una precisión del orden del grado de ángulo sobre al menos un rango angular superior a 20 grados y preferentemente superior a 40 grados. La señal puede ser una señal analógica o una señal digital representativa de cualquier posición angular del árbol. La utilización de un sensor de efecto Hall analógico, por ejemplo, del tipo DRV5053 de la empresa Texas Instrument, es posible y permite, en este caso, conocer la posición angular de un imán con respecto al segundo sensor de posición angular de más de 40 grados. El imán está posicionado preferentemente en la vecindad del eje del retorcedor. En efecto, cuanto más cerca está el imán del eje de rotación del retorcedor, más amplio es el rango angular de detección de este. Un rango de detección amplio permite, en concreto, anticipar lo antes posible la llegada del imán frente al segundo sensor de posición angular. En el caso de una disposición de dos imanes simétricamente opuestos, correspondiente a una simetría axial del retorcedor, de este modo, es posible conocer de forma precisa la posición de uno de los imanes sobre un trayecto de 180 grados correspondiente a la simetría axial del retorcedor, estando la segunda señal de posición angular en su valor mínimo cuando los dos imanes están a igual distancia del segundo sensor angular y estando la señal en su valor máximo cuando el imán se encuentra frente al segundo sensor de posición angular.
[0069] Como ya se ha aludido más arriba, el circuito electrónico de control del motor puede estar configurado para al menos una primera fase de detención de la rotación del motor eléctrico, durante la que la velocidad de rotación del motor eléctrico está servomandada a la posición angular de la rueda de accionamiento secuencial.
[0070] El servomando tiene lugar en función de la primera señal de posición angular. Una fase de detención de este tipo corresponde, igualmente, a una fase denominada final de un procedimiento de control del aparato descrito ulteriormente.
[0071] En particular, la velocidad de rotación puede estar servomandada para disminuir la aproximación de una posición angular deseada con una detención en esta posición angular.
[0072] En particular, la primera fase de detención puede estar asociada a la posición abierta del gancho.
[0073] Se trata, en otras palabras, de una posición de la rueda de accionamiento secuencial para la que una leva de accionamiento o un rodillo de accionamiento llega a controlar el desplazamiento de una bieleta que provoca un pivotamiento del gancho de su posición cerrada hacia su posición abierta. Durante el ciclo de sujetado, esta posición angular corresponde a la partida y al fin del ciclo.
[0074] Por otro lado, y como se ha mencionado anteriormente, el arrastrador de avance del alambre de sujeción puede ser un arrastrador de rodillos, que incluye preferentemente unas muescas para arrastrar el enlace sin deslizamiento. Puede incluir un rodillo de arrastre y un rodillo de presión, siendo el rodillo de presión desplazable entre una posición cercana del rodillo de arrastre y una posición levantada que libera un paso entre el rodillo de presión y el rodillo de arrastre para detener, por ejemplo, el arrastre del alambre de sujeción. En este caso, una fase de detención del motor puede estar asociada, igualmente, a la posición levantada del rodillo de presión.
[0075] Una fase de detención de este tipo permite, llegado el caso, un mejor acceso al rodillo de presión, para facilitar una limpieza del rodillo o su sustitución. Permite, igualmente, la instalación de un nuevo alambre de sujeción en el arrastrador de avance.
[0076] El rodillo de presión puede estar accionado por una palanca y una bieleta empujadas por una leva de la rueda de accionamiento secuencial.
[0077] Por otro lado, la rueda de accionamiento secuencial puede ser una rueda dentada conectada al rodillo de arrastre por un engranaje. En este caso, el rodillo de arrastre es arrastrado de manera permanente por la rueda de accionamiento secuencial. No obstante, el avance del alambre de sujeción no se opera más que cuando la rueda de accionamiento secuencial autoriza el acercamiento del rodillo de presión y del rodillo de arrastre y, por lo tanto, el apoyo del alambre de sujeción sobre el rodillo de arrastre.
[0078] Las fases de detención correspondientes a la posición liberada del rodillo de presión o a la posición abierta del gancho pueden estar previstas durante una rotación del motor eléctrico en un sentido de rotación en el que la rueda de accionamiento secuencial es arrastrada.
[0079] Igualmente, se pueden contemplar unas fases de detención para un sentido de rotación inverso del motor de accionamiento, en concreto, cuando un motor común arrastra la rueda de arrastre secuencial y el retorcedor.
[0080] En particular, el circuito electrónico de control del motor puede estar configurado, además, para al menos una segunda fase de detención de la rotación del motor eléctrico durante la que la velocidad de rotación del motor eléctrico está servomandada a una posición angular del retorcedor, estando la segunda fase de detención asociada a la posición de alineación del retorcedor con la guía de alambre, mencionada más arriba. La segunda fase de detención es distinta de la primera fase de detención
[0081] Durante una fase de detención de este tipo, el circuito electrónico de control del motor explota la segunda señal de posición angular del segundo sensor de posición angular asociado al retorcedor.
[0082] Un procedimiento de instalación de un alambre de sujeción con un aparato tal como se ha descrito anteriormente puede incluir las siguientes etapas:
- una primera fase que comprende el cierre del gancho, el avance del alambre de sujeción hasta el extremo de guía fijo y el corte del alambre de sujeción, estando el motor eléctrico asociado a la rotación de la rueda de accionamiento secuencial controlado por la primera señal de posición angular de la rueda de accionamiento secuencial.
- una segunda fase que comprende el accionamiento del retorcedor, estando el motor eléctrico asociado a la rotación del retorcedor controlado por la segunda señal de posición angular del retorcedor,
- una fase final que comprende la apertura del gancho, un posicionamiento de la rueda de accionamiento secuencial en una posición de comienzo de ciclo de sujetado, luego, una detención de la rotación del motor eléctrico asociado a la rotación de la rueda de accionamiento secuencial, estando dicho motor eléctrico controlado y servomandado en rotación durante la fase final por la primera señal de posición angular de la rueda de accionamiento secuencial.
[0083] El posicionamiento de la rueda de accionamiento secuencial en una posición de comienzo de ciclo de sujetado, permite comenzar inmediatamente un nuevo ciclo de sujetado en respuesta a un accionamiento de un gatillo por el usuario.
[0084] La posición de comienzo de ciclo es una posición en la que el gancho está abierto. Preferentemente, en esta posición, el alambre de sujeción pasa ya en parte por el retorcedor y se traba ya en parte en el gancho.
[0085] La primera etapa del procedimiento se entiende como que comienza con la rueda de accionamiento secuencial en la posición de comienzo de ciclo de sujetado.
[0086] Preferentemente, la primera fase puede estar acompañada por el cierre del gancho. En este caso, durante la fase de ralentización y de detención del motor eléctrico asociado a la rotación de la rueda de accionamiento secuencial para el cierre del gancho, una velocidad de rotación del motor eléctrico está servomandada a una posición angular de la rueda de accionamiento secuencial. Una detención de este tipo corresponde a la "primera fase de detención" aludida anteriormente
[0087] El servomando de la velocidad de rotación del motor, asociado a la rotación de la rueda de accionamiento secuencial, a la posición angular de la rueda de accionamiento secuencial por la primera señal de posición angular permite, en concreto, hacer decrecer la velocidad de rotación para alcanzar una velocidad de rotación nula que coincide con la llegada del gancho en posición cerrada.
[0088] Esta característica permite alcanzar la posición cerrada con precisión, aumentando al mismo tiempo la velocidad general de accionamiento.
[0089] Esta característica también permite reducir más gradualmente la velocidad de rotación del motor, lo que puede autorizar la recuperación de una parte muy grande de la energía cinética de rotación. En efecto, el motor puede comportarse como generador para frenar la rotación de la rueda de accionamiento secuencial y enviar, en este caso, energía a la batería.
[0090] De manera similar, la segunda fase del procedimiento puede incluir una fase de ralentización y de detención del motor eléctrico, acompañada de un posicionamiento del retorcedor en una posición alineada con la guía de alambre de sujeción. En este caso, durante la fase de ralentización y de detención del motor eléctrico, una velocidad de rotación del motor eléctrico está servomandada a una posición angular del retorcedor. Una detención de este tipo corresponde a la "segunda fase de detención" aludida anteriormente.
[0091] El servomando permite, en particular, alcanzar simultáneamente la detención de la rotación del motor y la posición alineada del retorcedor.
[0092] Además, la detención progresiva de la rotación del motor eléctrico asociada a la rotación del retorcedor, permite alcanzar la posición alineada del retorcedor de manera suave y rápida, sin excesiva restricción sobre los órganos mecánicos, evitando al mismo tiempo una fase suplementaria de posicionamiento del retorcedor.
[0093] Es posible añadir o modificar unas posiciones angulares predeterminadas sin modificar mecánicamente la herramienta modificando el software de pilotaje del aparato y los parámetros inscritos en la memoria, tales como las nuevas posiciones angulares predeterminadas deseadas. Por otro lado, está permitido reducir el tiempo de ciclo de sujetado por un aumento de la velocidad media de rotación de la rueda de accionamiento secuencial y por el ahorro de una fase suplementaria de posicionamiento del retorcedor, disminuyendo al mismo tiempo los efectos nocivos al nivel de la mecánica de detenciones o de arranques bruscos del motor.
[0094] Otras características y ventajas de la invención surgen de la descripción que sigue con referencias a las figuras de los dibujos. Se da a título ilustrativo y no limitativo.
Breve descripción de las figuras
[0095]
La figura 1 es una perspectiva de un aparato para colocación de sujeciones de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra el posicionamiento del aparato de la figura 1 alrededor de un ramal que debe recibir una sujeción.
La figura 3 es una vista del aparato de la figura 1 del que se han retirado una parte delantera de la carcasa y del circuito electrónico de control.
La figura 4 es una perspectiva detallada de los principales órganos del aparato para colocación de sujeciones y de un mecanismo de transmisión del movimiento.
La figura 5 es otra perspectiva de órganos del aparato para colocación de sujeciones,
La figura 6 es un diagrama de velocidad de rotación de un motor eléctrico del aparato para colocación de sujeciones de acuerdo con la invención que da un ejemplo comparativo con el estado de la técnica y que ilustra unas operaciones sucesivas del funcionamiento del aparato de la invención durante un ciclo de sujetado.
[0096] Las figuras se ejecutan a escala libre.
Descripción detallada de modos de implementación de la invención
[0097] En la descripción que sigue, unas partes idénticas, similares o equivalentes de las diferentes figuras se localizan con los mismos signos de referencias para facilitar el traslado de una figura a la otra.
[0098] La figura 1 es una perspectiva del aparato para colocación de sujeciones. Se presenta en forma de una pistola sujetadora 10, provista de un mango 12 y de un gatillo de accionamiento 14. El mango 12 es solidario con un cuerpo de aparato 16 provisto de un cabezal de colocación de sujeción 18. El mango de accionamiento permite desencadenar una operación de colocación de sujeción.
[0099] El cabezal de colocación de sujeción 18 presenta un extremo que forma un pico 19. Un extremo opuesto, en la parte trasera del mango 12, presenta una entrada 20 para alambre de sujeción. La entrada 20 para alambre de sujeción es una abertura que recibe un alambre de sujeción continuo, desenrollado a partir de una bobina de alambre de sujeción, por ejemplo. El alambre de sujeción no está representado.
[0100] El cuerpo de aparato en un modo de realización preferido encierra un motor eléctrico único 22 para el accionamiento mecánico del cabezal de colocación de sujeción 18. El motor se sugiere en trazo discontinuo.
[0101] El motor está alimentado de energía eléctrica por una batería de acumuladores 24 alojada en el mango 12. La batería está representada, igualmente, de manera simbólica.
[0102] En la vecindad del pico 19 del cabezal de colocación de sujeción 18, se puede observar la presencia de un retorcedor 30.
[0103] La figura 2 muestra la trabazón del pico 19 del cabezal de colocación de sujeción 18 sobre una rama R y un alambre de emparrado F a solidarizar por medio de una sujeción. La sujeción no está representada.
[0104] En la figura 3, se ha retirado una parte de la carcasa del cabezal de colocación de sujeción 18 para mostrar los principales órganos.
[0105] Se puede destacar la presencia del retorcedor rotatorio 30 ya visible en la figura 1. El retorcedor está provisto de dos brazos prensiles. Constituyen unos arrastradores de alambre de sujeción 32 destinados a agarrar y arrastrar un alambre de sujeción que será retorcido. Por simplificación, el alambre de sujeción no está representado en la figura.
[0106] En la vecindad del retorcedor se puede destacar la presencia de un gancho 40. El gancho está albergado por una parte delantera de la carcasa que forma el pico 19 visible en las figuras 1 y 2. El gancho 40 está montado pivotante sobre un pivote 42. Está representado en una posición abierta que permite la introducción de elementos a sujetar debajo del pico del cabezal de colocación de sujeción. En una posición cerrada, representada en la figura 4, el gancho 40 cierra el pico.
[0107] Un mecanismo de transmisión del movimiento 60, asociado al motor eléctrico, permite transmitir el movimiento del motor al retorcedor 30. El movimiento del motor se transmite, igualmente, al gancho 40, a un arrastrador de avance 44 del alambre de sujeción y a una cuchilla 46 destinada a cortar el alambre de sujeción.
[0108] El mecanismo de transmisión 50 está visible mejor en la figura 4 que recoge unos componentes del mecanismo en tres dimensiones en su posición en la herramienta. Comprende un piñón de arrastre 52 de un árbol longitudinal 54 sobre el que está montado el retorcedor 30. El árbol longitudinal 54 está conectado por mediación del piñón de arrastre 52 a un motor eléctrico asociado a la rotación del retorcedor.
[0109] En el modo de realización preferido donde el arrastre de los órganos mecánicos del aparato está realizado por un único motor eléctrico, el piñón 52 está conectado al árbol longitudinal 54 por un mecanismo de rueda libre 56 que permite arrastrar el árbol longitudinal 54 para un sentido de rotación del motor solamente. Una rotación del motor en un sentido de rotación inverso es libre sin arrastrar el árbol longitudinal 54.
[0110] El mecanismo de transmisión 50 comprende, por otro lado, una rueda de accionamiento secuencial 80 arrastrada por un motor eléctrico asociado a la rueda de accionamiento secuencial.
[0111] En el modo de realización preferido, donde el arrastre de los órganos mecánicos del aparato está realizado por un único motor eléctrico, dicha rueda está acoplada, igualmente, al motor por un mecanismo de rueda libre 66. El mecanismo de rueda libre 66 permite arrastrar la rueda de accionamiento secuencial únicamente para una rotación del motor en un sentido inverso al que arrastra el retorcedor. Una rueda dentada de acoplamiento permite acoplar el motor eléctrico 22 a la rueda de accionamiento secuencial 60 y al piñón de arrastre 52 del retorcedor. La rueda de acoplamiento no está visible en la figura 4. Aparece en la figura 5 con la referencia 58.
[0112] La rueda de accionamiento secuencial 60 es una rueda dentada que permite accionar por engranaje el arrastrador de avance 44 de alambre de sujeción. El arrastrador de avance 44 comprende un rodillo de arrastre 70 asociado a un rodillo de presión 72. El rodillo de arrastre 70 está provisto de dientes destinados a favorecer el arrastre del alambre de sujeción. Está montado sobre un árbol 91, solidario en rotación con una rueda dentada 74 en acoplamiento permanente con la rueda de accionamiento secuencial 60.
[0113] Por otro lado, la rueda de accionamiento secuencial 60 presenta sobre su flanco un primer rodillo formando una leva 80. Durante su rotación, el primer rodillo que forma una leva 80 llega a accionar una palanca 82, cargada por un resorte 84 y que acciona la cuchilla 46 para el recorte del alambre por mediación de una primera bieleta 86. La cuchilla 46 está formada por una guillotina rotatoria que intercepta el trayecto del alambre de sujeción. La guillotina está provista, igualmente, de una palanca de accionamiento 88 con un pivote que recibe la primera bieleta 86.
[0114] La primera bieleta 86 pasa por encima del árbol 91 que lleva el rodillo de arrastre 70, y lleva el rodillo de presión 72. El rodillo de presión está montado en rotación libre alrededor de un árbol 78 solidario con la bieleta 86. De este modo, el movimiento de la primera bieleta 86 permite sucesivamente hacer avanzar el alambre de sujeción manteniéndolo sobre el rodillo de arrastre 70 por una presión del rodillo de presión 72, luego, apartar el rodillo de presión y hacer pivotar la cuchilla de la guillotina para recortar el alambre de sujeción. Esta posición se conserva para la figura 4.
[0115] La figura 5 muestra otra función de la rueda de accionamiento secuencial que es la del accionamiento del gancho 40. Por otro lado, muestra el accionamiento del mecanismo de transmisión 50 por el motor 22 y por mediación de un piñón cónico 26 sobre el árbol motor que coopera con la rueda cónica 58. Esto corresponde al modo de realización preferido en el que un motor único está asociado a la vez a la rueda de accionamiento secuencial y a la rotación del retorcedor.
[0116] Un segundo rodillo, que forma leva, 90, está montado sobre la rueda de accionamiento secuencial 60, sobre una cara opuesta a la que recibe el primer rodillo que forma leva. El segundo rodillo que forma leva 90 está previsto para cooperar con una segunda palanca 92. El movimiento de la segunda palanca 92 es una rotación alrededor del árbol 91. Se transmite a una segunda bieleta 96 conectada a una palanca 98 del gancho 40 por mediación de un pivote 42. La segunda bieleta 96 está cargada por un resorte 94.
[0117] La interacción del segundo rodillo 90 con la segunda palanca 92 permite un movimiento del gancho 40 desde su posición cerrada, visible en la figura 4, hacia su posición abierta, visible en la figura 5. Cuando el segundo rodillo 90 abandona la segunda palanca 92, el resorte 94 hace retornar la segunda bieleta 96 a una posición de reposo en la que el gancho está cerrado.
[0118] En las figuras 4 y 5 se puede observar que el gancho 40 está provisto de una ranura 41, que forma un tramo de guía para el alambre de sujeción.
[0119] El trayecto del alambre de sujeción pasa, de este modo, entre el rodillo arrastrador 70 y el rodillo de presión 72, luego, pasa por la guillotina que forma la cuchilla 46 para trabarse en la ranura 41 del gancho y alcanzar un extremo de guía fijo 100 situado en la prolongación de un extremo libre 43 del gancho 40 en la parte trasera del retorcedor 30.
[0120] El conjunto de los órganos que se sitúan sobre el trayecto del alambre de sujeción y, en particular, el arrastrador mecánico 44, la guillotina que forma la cuchilla 46, la ranura 41 del gancho, el retorcedor 30 y el extremo de guía fijo 100 constituyen una guía para un alambre de sujeción. El alambre de sujeción como tal, es un accesorio del aparato y no forma parte de ello. No está representado. El retorcedor 30 y, en particular, los brazos prensiles, que forman el arrastrador 32 del retorcedor 30, interceptan el alambre de sujeción aguas arriba del gancho, a la salida de la guillotina 46 y aguas abajo del extremo libre del gancho, antes del extremo de guía fijo 100.
[0121] Se obtiene una buena interceptación del alambre de sujeción gracias a un posicionamiento angular apropiado del retorcedor 30 representado en la figura 4. Esta posición se alcanza, gracias a un pilotaje del motor eléctrico en el que su velocidad está servomandada a la posición angular del retorcedor, en concreto, a la aproximación de la posición deseada.
[0122] La posición angular del retorcedor se mide gracias a un sensor 110 que constituye el "segundo sensor de posición angular" en el sentido de la invención. El segundo sensor de posición angular está asociado a dos imanes 112 montados sobre un soporte 114 solidario en rotación con el retorcedor 30 de manera simétrica con respecto al árbol longitudinal 54 y en un plano perpendicular a este árbol. El segundo sensor angular 110 es preferentemente un sensor analógico. Se trata de un sensor de efecto Hall o una magnetorresistencia sensible a las variaciones de un campo magnético producido por cada uno de los dos imanes 112. El campo es máximo cuando uno de los imanes 112 está lo más cerca posible del sensor, pero el sensor empieza a suministrar una señal desde el momento de la aproximación de un imán o de manera recíproca hasta su evento. De este modo, la segunda señal de posición angular emitida por el sensor angular 110 pasa por dos máximos respectivamente para los dos imanes diametralmente opuestos con respecto al árbol longitudinal 54 durante un giro completo del árbol. La señal máxima da la posición precisa del retorcedor en posición de reposo.
[0123] La señal pasa de forma continua por un mínimo cuando los dos imanes están alejados del sensor angular 110 por más de 20 grados. De este modo, es posible anticipar la llegada de un imán y reducir, en consecuencia, la velocidad del motor para pararlo en el momento donde el imán llegue frente al sensor, sin traspasar, entonces, su posición.
[0124] De este modo, conviene destacar que es posible en esta condición anticipar angularmente durante cada giro completo del retorcedor la llegada de las dos posiciones características, debiendo el retorcedor detenerse de forma precisa en fin de ciclo de retorcimiento sobre una de estas posiciones sin que el motor tenga que pararse previamente para volver a partir a velocidad reducida hacia la posición siguiente. Teniendo en cuenta el número de retorcidos a efectuar, la detección sucesiva de las posiciones de detención permite, de este modo, reducir progresivamente la velocidad del motor para no detenerlo precisamente más que durante el último giro en la posición de detención del retorcedor.
[0125] El sensor 110 está conectado a un circuito electrónico de control 120 del motor 22 que explota las variaciones de la segunda señal de posición angular para un servomando de la velocidad de rotación del motor y para pilotar una detención del retorcedor en una posición de alineación con la guía del alambre de sujeción y, en concreto, con una porción de la guía constituida por el gancho 40. La detención del retorcedor está precedida por una fase de ralentización durante la que su velocidad disminuye con la aproximación de la posición de detención. Una o varias posiciones de detención pueden estar memorizadas en una memoria 121 del circuito electrónico de control.
[0126] El circuito electrónico de control 120 del motor 22 recibe, igualmente, una señal, en este caso concreto, la primera señal de posición angular, de otro sensor 130 que constituye el "primer sensor de posición angular" en el sentido de la invención. Está visible esquemáticamente en la figura 5.
[0127] El primer sensor de posición angular 130 es preferentemente un sensor con una y preferentemente varias sondas de efecto Hall. Se trata, por ejemplo, de un sensor del tipo comercializado por la empresa MPS con la referencia MP9960.
[0128] El primer sensor de posición angular 130 está asociado a un imán 132 montado sobre un árbol 134 solidario en rotación con la rueda de accionamiento secuencial 60. El imán 132 posee dos polos magnéticos norte y sur posicionados los dos en un mismo plano perpendicular al eje del árbol 134. El árbol 134 en cuestión es un árbol que recibe la rueda de accionamiento secuencial y la rueda dentada de acoplamiento 58 en acoplamiento con el motor de arrastre.
[0129] La rotación del árbol 134 y del imán 132 con la rueda de accionamiento secuencial 60 crea al nivel del primer sensor de posición angular 130 un campo magnético variable que se convierte en un dato de posición angular de la rueda de accionamiento secuencial por el primer sensor de posición angular 130. Esta señal se proporciona al circuito electrónico de control 120 del motor 22 para servomandar la velocidad del motor a la posición angular de la rueda de accionamiento secuencial y para provocar unas fases de detención del motor cuando este está operado con un sentido de rotación que arrastra la rueda de accionamiento secuencial 60, comprendido para unas posiciones distintas de las del accionamiento de las levas 80 y 90.
[0130] En otro modo de realización, el primer sensor de posición angular 130 puede incluir un sensor simple, por ejemplo, un sensor de efecto Hall asociado a un imán de indexación de la rueda de accionamiento secuencial, que indica una posición angular de referencia, como, por ejemplo, la posición de comienzo de ciclo de sujetado. La señal de la posición angular de referencia se combina, entonces, con una medición 140 de las características de las fases del motor, tales como, por ejemplo, la tensión, que da una posición angular relativa del sensor del rotor del motor 22, calculándose el conjunto con las características de reducción en un ordenador 180 del circuito electrónico de control 120 para producir la primera señal de posición angular. En esta función, el ordenador 160 forma parte, igualmente, del primer sensor de posición angular.
[0131] En concreto, se contemplan dos posiciones de detención particulares. Se trata, por una parte, de una posición, representada en la figura 5, en la que el gancho 40 está al máximo de su posición apertura y, por otra parte, una posición, representada en la figura 4, en la que el rodillo de presión 72 se alza del rodillo arrastrador 70 en un movimiento que participa en el corte del enlace.
[0132] La posición de apertura del gancho es una posición importante en la que los elementos a sujetar pueden trabarse en el cabezal de colocación de sujeciones 18.
[0133] La posición levantada del rodillo es una posición que facilita la limpieza del arrastrador mecánico 44 y, llegado el caso, la sustitución del rodillo de presión 72. Igualmente, permite trabar un alambre de sujeción en el arrastrador de avance 44 o retirar de él un alambre de sujeción que ha permanecido atascado. La selección de posiciones de detención y de mantenimiento puede estar efectuada por una interfaz de control sobre el cuerpo del aparato de colocación visible, por ejemplo, en las figuras 1 a 3, en concreto, con un botón "MODO" que permite seleccionar unas acciones particulares preestablecidas, que conducen a unos controles del motor por mediación de su circuito electrónico de control y que establecen una rotación en una posición predeterminada de la rueda de accionamiento secuencial. La selección de posiciones de detención y de mantenimiento también puede estar acoplada con un accionamiento particular del gatillo 14, por ejemplo, manteniendo el apoyo sobre este gatillo durante una duración predeterminada, por ejemplo, una duración de 2 segundos, superior a un accionamiento normal del gatillo.
[0134] El funcionamiento del aparato 10 para colocación de sujeción se ilustra también por la figura 6, que da en trazo continuo una consigna de velocidad 200 de la velocidad de rotación del motor en el transcurso de un ciclo de colocación de sujeción. A título de comparación, se indica en trazo de puntos la consigna 300 del ciclo de la colocación de una sujeción en el estado de la técnica constituido por el aparato descrito en el documento EP0783323.
[0135] En el diagrama, la velocidad de rotación se indica en la ordenada. Unos valores positivos indican un sentido de rotación del motor eléctrico asociado a la rotación de la rueda de accionamiento secuencial. Unos valores negativos indican un sentido de rotación opuesto del motor eléctrico que provoca la rotación del retorcedor. Se trata del modo de realización preferido con un motor único. En el caso donde se utilizan varios motores y, en particular, un motor distinto para el accionamiento del retorcedor rotatorio, los valores negativos representan la consigna de velocidad del motor eléctrico asociado al retorcedor.
[0136] En la abscisa se traslada un valor de tiempo sobre un ciclo completo a partir del momento donde el operador acciona el gatillo 14 para realizar una sujeción. Se considera que en el instante 0 el gancho está abierto y que unos elementos a sujetar pueden introducirse en el cabezal de colocación de sujeciones.
[0137] En una primera fase 202, se acciona el motor eléctrico asociado a la rueda de accionamiento secuencial. El avance del enlace y el cierre del gancho se accionan, de este modo, de manera concomitante. La rueda de accionamiento secuencial continúa haciendo avanzar el enlace hasta su llegada al extremo de guía fijo. La primera leva, es decir, el primer rodillo 80, llega, entonces, en contacto con la palanca asociada 82, para proceder al corte del enlace accionando la guillotina 46, luego, se desolidariza de la palanca 82 para volver a poner el rodillo de presión 72 en presión sobre el enlace gracias al resorte de retorno 84 antes de detener el motor. En esta primera fase, las pendientes de aceleración y de desaceleración son escasas, dando al mismo tiempo una consigna de rotación del motor hasta un nivel de velocidad V20, por ejemplo, de 9.000 giros por minuto. De este modo, la mecánica del aparato está menos solicitada.
[0138] La primera fase 202 corresponde a una primera fase 302 del aparato del estado de la técnica.
[0139] En una segunda fase 204, se acciona el motor eléctrico asociado a la rotación del retorcedor. Esto corresponde a un cambio del sentido de rotación del motor en el caso del modo de realización preferido de motor único. Durante esta fase, el retorcedor rotatorio es arrastrado en rotación y, entonces, la rueda de accionamiento secuencial permanece en una posición angular fija. El retorcedor realiza la sujeción efectuando un apriete más o menos importante según el ajuste deseado por el usuario. La aceleración del motor al comienzo de esta fase permite alcanzar un nivel de velocidad de rotación V22, siendo su valor absoluto, por ejemplo, de 10.000 giros por minuto.
[0140] La segunda fase, correspondiente al accionamiento del retorcedor, comprende una fase de ralentización progresiva y lenta 206 del motor. El comienzo de la fase de ralentización 206 se calcula por el microprocesador en función del número de giros a efectuar para tener en cuenta los últimos giros realizados a una velocidad progresivamente más escasa hasta su detención en una posición en la que el retorcedor está alineado con la guía de alambre de sujeción. La disminución progresiva de la velocidad permite, entonces, posicionar precisamente el retorcedor de alambre de sujeción en su posición predeterminada directamente a la detención del motor.
[0141] La segunda fase 204 del aparato para colocación de sujeciones de la invención puede compararse con una segunda fase de accionamiento 304 del retorcedor del aparato del estado de la técnica.
[0142] Se puede destacar que la velocidad máxima de rotación V22 del motor durante la segunda fase 204 del aparato de la invención es más elevada que la velocidad V12 del motor del aparato del estado de la técnica. En cambio, la duración de la segunda fase 204, comprendida la fase de ralentización 206, es más breve que la segunda fase 304 del aparato del estado de la técnica.
[0143] Después de la segunda fase 204, el motor eléctrico asociado a la rueda de accionamiento secuencial se activa una última vez. Esto corresponde al cambio de sentido de rotación del motor único en el modo de realización preferido. En esta fase final 208, la rueda de accionamiento secuencial acaba su rotación sobre un giro completo. En la fase final 208, se detiene el retorcedor y se lleva el gancho 40 a su posición de apertura inicial gracias al segundo rodillo 90 que actúa sobre la palanca 92, accionando al mismo tiempo el arrastrador del alambre de sujeción para hacerle atravesar el retorcedor y avanzarlo parcialmente en el gancho. En fin de ciclo, el gancho está completamente levantado y el motor detenido, listos para un nuevo ciclo de sujetado.
[0144] A título de comparación, se puede destacar una fase suplementaria 310, que precede a una fase de detención 308 para la pistola sujetadora del estado de la técnica. La fase suplementaria 310 corresponde a una nueva indexación del retorcedor teniendo en cuenta la desaceleración rápida del motor entre su velocidad V12 en el momento de la formación del retorcido y su detención en la fase 304. Esto se debe al hecho de que el sensor de efecto Hall del aparato del estado de la técnica da un pulso simple de posición angular del árbol del retorcedor en el mismo momento donde el retorcedor alcanza esta posición. De este modo, durante la detención del motor, el retorcedor no está posicionado precisamente teniendo en cuenta su inercia mecánica. La fase complementaria 310 permite, de este modo, controlar la rotación del retorcedor con una velocidad V14 más escasa que la velocidad V12 en el momento de la formación del retorcido. La detención interviene desde el momento de la detección del próximo imán. De este modo, la energía de rotación es bastante más escasa y es más fácil posicionar precisamente el retorcedor desde el momento de la detención del motor.
[0145] Siendo el motor de la pistola sujetadora del estado de la técnica, como ya se ha indicado, un motor de corriente continua, sus velocidades de rotación son más escasas que un motor síncrono trifásico de imanes permanentes y es más difícil dominar unas pendientes de aceleración y de desaceleración escasas, como lo muestran las fases 302, 304, 308 y 310 de un ciclo de sujetado de este aparato. Los niveles de velocidad V10, V12 y V14 son, por ejemplo, y respectivamente de 7.400, 6.000 y 3.500 giros por minuto.
[0146] También se puede destacar que en el estado de la técnica la duración total del ciclo T1 es del orden de 500 ms, pero tratándose de un motor de corriente continua puede variar según unos valores de 450 ms cuando la batería está cargada a 550 ms cuando está descargada, permitiendo al mismo tiempo también la realización de un ciclo de sujetado. Es superior a la duración total de ciclo t 2 obtenida con el aparato para colocación de sujeción de la invención, que es del orden de 400 ms. La utilización a la vez de un motor síncrono trifásico de imanes permanentes que tiene una capacidad de velocidad de rotación más rápida, de un servomando de su velocidad y de la utilización de dos sensores que dan unas posiciones angulares en continuo de los órganos principales permite anticipar su posición, acelerar la velocidad media del ciclo, dominando al mismo tiempo las fases de aceleración y de desaceleración del motor. El funcionamiento es, ciertamente, más rápido, pero también más respetuoso de la mecánica, que mejora su vida útil y su fiabilidad. Por otro lado, se puede destacar que el control digital del motor es poco sensible al estado de carga de la batería. De este modo, los valores de T1 son casi idénticos sea el que sea este estado de cambio.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Aparato (10) para colocación de sujeciones, que comprende:
- una guía de alambre (41,44, 46, 100), para alambre de sujeción, que se extiende entre una entrada de alambre (20) y un extremo de guía fijo (100),
- un gancho pivotante (40) que presenta un extremo de gancho libre (43), formando el gancho un tramo de la guía de alambre (41) y presentando una libertad de pivotamiento entre una posición abierta en la que el extremo de gancho libre (43) está apartado del extremo de guía fijo (100), y una posición cerrada en la que el extremo de gancho libre (43) está alineado con el extremo de guía fijo (100),
- un arrastrador mecánico (44) de alambre de sujeción dispuesto aguas arriba del gancho (40),
- una cuchilla (46) de seccionamiento de alambre, estando la cuchilla dispuesta aguas arriba del gancho, - un retorcedor rotatorio (30) con unos arrastradores de alambre de sujeción (32) dispuestos aguas arriba y aguas abajo del gancho, y aguas abajo de la cuchilla, estando los arrastradores configurados para interceptar un alambre de sujeción en una posición de alineación del retorcedor rotatorio con la guía de alambre,
- un motor eléctrico (22) conectado a un mecanismo de transmisión (50) que comprende una rueda de accionamiento secuencial (60) del gancho (40) y de la cuchilla (46), caracterizado por que el aparato comprende, además
- un primer sensor de posición angular (130) de la rueda de accionamiento secuencial (60), configurado para suministrar una primera señal de posición angular continuamente variable sobre un rango angular de rotación de 360 grados de la rueda de accionamiento secuencial (60), estando el primer sensor de posición angular asociado a al menos uno de entre la rueda de accionamiento secuencial (60) y el motor eléctrico (22),
- un circuito electrónico de control (120) del motor eléctrico (22) conectado al primer sensor de posición angular (130) y que recibe la primera señal de posición angular del primer sensor de posición angular, para un pilotaje del motor en función de dicha primera señal de posición angular.
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que el primer sensor de posición angular (130) es un sensor de efecto Hall asociado a al menos un imán rotatorio (132) montado en la punta de árbol, de un árbol (134) solidario en rotación con al menos uno de entre la rueda de accionamiento secuencial (60) y el motor eléctrico (22).
3. Aparato según la reivindicación 1, en el que el motor eléctrico (22) es un motor síncrono trifásico sin escobilla de imanes permanentes y en el que el primer sensor de posición angular comprende un circuito de medición (140) de al menos una de entre una tensión y una corriente de las fases del motor, y una unidad de cálculo (160) configurada para establecer la primera señal de posición angular en función de una señal de medición del circuito de medición.
4. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el circuito eléctrico de control (120) del motor eléctrico (22) incluye una memoria (121) para la memorización de posiciones predeterminadas de la rueda de accionamiento secuencial, asociadas a unas fases de control del motor.
5. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, un segundo sensor de posición angular (110) del retorcedor rotatorio (30), un motor eléctrico asociado al retorcedor rotatorio y un circuito electrónico de control de dicho motor eléctrico asociado al retorcedor rotatorio, estando el circuito electrónico de control de dicho motor eléctrico asociado al torcedor rotatorio conectado al segundo sensor de posición angular y recibiendo una segunda señal de posición angular del segundo sensor de posición angular para un pilotaje del motor en función de dicha segunda señal de posición angular.
6. Aparato según la reivindicación 5, en el que el motor eléctrico asociado al retorcedor rotatorio es el motor eléctrico (22) conectado al mecanismo de transmisión (50) que comprende la rueda de accionamiento secuencial (60) y en el que el circuito electrónico de control (120) del motor eléctrico asociado al retorcedor rotatorio es el circuito electrónico de control (120) conectado al primer sensor de posición angular.
7. Aparato según la reivindicación 5, en el que el motor eléctrico asociado al retorcedor rotatorio es un motor eléctrico distinto del motor eléctrico conectado al mecanismo de transmisión (50) que comprende la rueda de accionamiento secuencial (60).
8. Aparato según la reivindicación 5, en el que el segundo sensor de posición angular (110) es un sensor de efecto Hall de señal continuamente variable sensible a una rotación de un árbol (54) solidario en rotación con el retorcedor (30).
9. Aparato según la reivindicación 5, en el que el segundo sensor de posición angular (110) está asociado a dos imanes (112) montados simétricamente sobre un soporte (114) en un plano perpendicular al árbol (54) solidario en rotación con el retorcedor.
10. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el circuito electrónico de control (120) del motor eléctrico (22) conectado al mecanismo de transmisión (50), respectivamente el circuito electrónico de control del motor eléctrico asociado al retorcedor, está configurado para al menos una primera fase de detención (208) de la rotación del motor eléctrico conectado al mecanismo de transmisión (50), respectivamente del motor eléctrico asociado al retorcedor, durante la que la velocidad de rotación está servomandada a una posición angular de la rueda de accionamiento secuencial.
11. Aparato según la reivindicación 10, en el que la primera fase de detención (208) está asociada a la posición cerrada del gancho.
12. Aparato según la reivindicación 10, en el que el arrastrador de avance (44) del alambre de sujeción comprende un rodillo de arrastre (70) y un rodillo de presión (72), siendo el rodillo de presión desplazable entre una posición cercana del rodillo de arrastre y una posición levantada que libera un paso entre el rodillo de presión y el rodillo de arrastre, y en el que una fase de detención del motor (22) está asociada a la posición levantada del rodillo de presión.
13. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el circuito electrónico de control (120) del motor eléctrico (22) conectado al mecanismo de transmisión (50), respectivamente el circuito electrónico de control del motor eléctrico asociado al retorcedor, está configurado, además, para al menos una segunda fase de detención (206) de la rotación del motor eléctrico conectado al mecanismo de transmisión (50), respectivamente del motor eléctrico asociado al retorcedor, durante la que la velocidad de rotación está servomandada a una posición angular del retorcedor (30), estando la segunda fase de detención asociada a la posición de alineación del retorcedor con la guía de alambre.
14. Aparato según la reivindicación 1, en el que el mecanismo de transmisión (50) incluye un acoplamiento de rueda libre (56, 66) que acopla selectivamente con la rueda de accionamiento secuencial (60) y con el retorcedor (30) para unos sentidos de rotación opuestos del motor eléctrico (22).
15. Aparato según la reivindicación 12, en el que la rueda de accionamiento secuencial (60) es una rueda dentada conectada al rodillo de arrastre (70) por un engranaje (60, 74).
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