ES2932482A1 - WINDING MACHINE FOR RAFFIA REELS (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Máquina bobinadora para carretes de rafiaWinding machine for raffia spools
SECTOR DE LA TÉCNICATECHNIQUE SECTOR
La presente invención se refiere a una máquina bobinadora para carretes de cuerda de rafia destinada a obtener carretes individuales de una longitud preestablecida partiendo de una bobina de alimentación de gran volumen.The present invention refers to a winding machine for reels of raffia rope intended to obtain individual reels of a pre-established length starting from a large-volume feed reel.
El objeto de la invención es proporcionar una máquina que permita realizar el proceso de bobinado de forma totalmente autónoma y altamente productiva, incluyendo el ensamblaje de las dos piezas que conforman cada carrete, así como el bobinado de los metros preprogramados en dicha bobina, cortado de la cuerda y estabilización de ésta, todo ello controlando de forma precisa el metraje de los metros bobinados por carrete, minimizando los tiempos muertos y maximizando la productividad.The object of the invention is to provide a machine that allows the winding process to be carried out in a fully autonomous and highly productive way, including the assembly of the two pieces that make up each reel, as well as the winding of the meters preprogrammed in said reel, cut from the rope and its stabilization, all this while precisely controlling the footage of the meters wound per reel, minimizing downtime and maximizing productivity.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Si bien hasta la fecha el proceso de obtención de carretes de cuerda rafia incluye algunas fases que están automatizadas, otras se realizan hasta la fecha de forma manual, de manera que no se conoce ninguna máquina que lleve a cabo todo el proceso de principio a fin de forma automática, desde el montaje de las bobinas, pasando por el bobinado de los metros de cuerda de rafia preestablecidos, corte de la cuerda y estabilización de la misma para que la bobina no se deshaga.Although to date the process of obtaining spools of raffia rope includes some phases that are automated, others are carried out manually to date, so that no machine is known to carry out the entire process from start to finish. automatically, from the assembly of the coils, through the winding of the pre-established meters of raffia rope, cutting the rope and stabilizing it so that the coil does not come undone.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION
La máquina bobinadora para carretes de rafia resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta al permitir automatizar de principio a fin todo el proceso de obtención de los carretes de rafia. The winding machine for raffia spools satisfactorily solves the aforementioned problem by automating the entire process of obtaining raffia spools from start to finish.
Para ello, la máquina de la invención se constituye a partir de una bancada soporte de la estación de bobinado que incluye un cerramiento de seguridad perimetral, en cuyo interior se establecen una serie de sub-estaciones, a partir de las cuales se consigue automatizar todo el proceso.For this, the machine of the invention is constituted from a support bench for the winding station that includes a perimeter security fence, inside which a series of sub-stations are established, from which it is possible to automate everything. the process.
De forma más concreta, la máquina cuenta con una pareja de cintas transportadoras a través de las que se alimentan el cuerpo y la tapa del carrete respectivamente.More specifically, the machine has a pair of conveyor belts through which the reel body and cover are fed respectively.
Estas cintas desplazan las piezas anteriormente descritas hasta un robot de 4 ejes que se encarga de manipular tanto las 2 piezas que conforman un carrete, cómo el conjunto de carrete ya bobinado con hilo.These belts move the previously described pieces to a 4-axis robot that is in charge of handling both the 2 pieces that make up a reel, as well as the reel assembly already wound with thread.
Su función es alimentar y descargar las estaciones de bobinado trabajando de forma síncrona con todos los elementos de la máquina.Its function is to feed and unload the winding stations, working synchronously with all the elements of the machine.
Para ello, cuenta con una pinza manipuladora de carretes, o sistema de agarre que consiste en una pinza autocentrante de 4 dedos, de actuación neumática para un conseguir un cierre y una apertura muy rápidas.To do this, it has a reel handler clamp, or gripping system that consists of a self-centering 4-finger clamp, pneumatically actuated to achieve very fast closing and opening.
En proximidad a esta sub-estación se establece un cabezal bobinador, que es el encargado de dar el movimiento de rotación al carrete para que el hilo se bobine sobre este.In proximity to this sub-station, a winding head is established, which is in charge of giving the reel rotation movement so that the thread is wound on it.
Además cumple la función de posicionado del cuerpo del carrete, ya que en su parte superior monta un útil que se encarga de registrar con las patillas del carrete de forma que lo deja en una posición concreta para el acople de la tapa.It also fulfills the function of positioning the body of the reel, since in its upper part there is a tool that is in charge of registering with the lugs of the reel in such a way that it leaves it in a specific position for the coupling of the cap.
Lateralmente al cabezal bobinado se establece un sistema centrador de apoyo que se encarga de varias funciones. Una vez el robot ha posicionado la tapa del carrete encima del cabezal bobinador, el sistema centrador de apoyo ejerce la presión requerida para conseguir entrar la tapa al cuerpo del carrete y que esta quede clipada. Al realizar esta función también está liberando el robot para que éste pueda seguir con su ciclo.Lateral to the coiled head, a support centering system is established that is in charge of several functions. Once the robot has positioned the reel cover on top of the winding head, the support centering system exerts the required pressure to get the cover into the reel body and that it is clipped. By performing this function, you are also releasing the robot so that it can continue with its cycle.
Una vez el sistema ha clipado la tapa al cuerpo del carrete, se mantiene haciendo presión para mantener el carrete estable durante el ciclo de bobinado. Once the system has clipped the cap to the reel body, it maintains pressure to keep the reel stable during the winding cycle.
El centrador es desplazable sobre la zona de trabajo mediante control electrónico, de modo que éste puede retirarse para dar acceso al robot y poder retirar el carrete ya bobinado.The centering device is movable on the work area by means of electronic control, so that it can be withdrawn to give access to the robot and to be able to remove the already wound reel.
Otra de las sub-estaciones que participan en la máquina de la invención consiste en una sub-estación manipuladora del hilo, formada por 3 ejes neumáticos y otros dos actuadores neumáticos que se encarga de bloquear, cortar y posicionar el hilo correctamente en el momento de finalizar un carrete y empezar el siguiente.Another of the substations that participate in the machine of the invention consists of a wire handling substation, made up of 3 pneumatic axes and two other pneumatic actuators that are responsible for blocking, cutting and positioning the wire correctly at the time of end one reel and start the next.
En tal sentido, el hilo es guiado hacia el carrete a través de una sub-estación de guiado, que se encarga de guiar el hilo correctamente hacia el carrete con el fin de conseguir un bobinado paralelo, ordenado y uniforme.In this sense, the thread is guided towards the reel through a guiding sub-station, which is in charge of guiding the thread correctly towards the reel in order to achieve a parallel, orderly and uniform winding.
En cuanto a la bobina principal o bobina de alimentación, esta se dispondrá igualmente en el seno de la máquina, siendo la encargada de conducir el hilo hacia el conjunto guía hilos de forma segura.As for the main bobbin or feeding bobbin, this will also be located within the machine, being in charge of driving the thread towards the thread guide assembly safely.
Finalmente, los carretes terminados son expulsados a través de una tercera cinta transportadora, tras la que se dispone una estación de recepción de las piezas acabadas.Finally, the finished reels are expelled through a third conveyor belt, after which there is a station for receiving the finished parts.
Para una mejor productividad de la máquina, se ha previsto que el conjunto formado por bobina de alimentación, manipulador de hilo, guía hilos, cabezal bobinador y centrador de apoyo se dupliquen en la máquina, de manera que estos conjuntos se distribuyan a uno y otro lado del robot manipulador.For a better productivity of the machine, it has been foreseen that the assembly formed by the feed bobbin, wire manipulator, wire guide, winding head and support centering unit are duplicated in the machine, so that these sets are distributed to one and the other side of the robot manipulator.
De esta forma se consigue automatizar todo el proceso de obtención de los carretes, con unos tiempos controlando de forma precisa el metraje de los metros bobinados por carrete, minimizando los tiempos muertos y maximizando la productividad.In this way it is possible to automate the entire process of obtaining the reels, with times precisely controlling the footage of the meters wound per reel, minimizing downtime and maximizing productivity.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that will be made below and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical embodiment thereof, it is attached as an integral part of said description, a set of plans where, with an illustrative and non-limiting nature, the following has been represented:
La figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de una máquina bobinadora para carretes de rafia realizada de acuerdo con el objeto de la presente invención.Figure 1.- Shows a perspective view of a winding machine for raffia reels made in accordance with the object of the present invention.
La figura 2.- Muestra un detalle en perspectiva de las diferentes sub-estaciones que participan en la estructura interna de la máquina.Figure 2.- Shows a detail in perspective of the different sub-stations that participate in the internal structure of the machine.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
A la vista de las figuras reseñadas, puede observarse como la máquina bobinadora para carretes de rafia que la invención propone se compone de una bancada (1), que da cuerpo y sostiene la placa base fabricada en aluminio dónde se establecen las diferentes sub estaciones de la bobinadora. Alberga en su interior una caja de control neumático con un sistema de filtrado de aire y una batería de electroválvulas para el control de los actuadores neumáticos. Además todo el cableado de los motores y actuadores neumáticos queda oculto en su interior.In view of the outlined figures, it can be seen how the winding machine for raffia reels that the invention proposes is made up of a bench (1), which gives body and supports the base plate made of aluminum where the different substations are established. the winder. It houses a pneumatic control box with an air filtering system and a battery of solenoid valves to control the pneumatic actuators. In addition, all the wiring of the motors and pneumatic actuators is hidden inside.
Sobre dicha bancada (1) se incluye un cerramiento (2) de seguridad perimetral, que tiene la función de evitar la intrusión del operador a los elementos móviles, evitando así cualquier peligro de atrapamiento o contusiones para el operario.A perimeter security enclosure (2) is included on said bench (1), which has the function of preventing the intrusion of the operator into the mobile elements, thus avoiding any danger of entrapment or contusions for the operator.
Dicho cerramiento (2) tiene cuatro accesos a la zona de trabajo debidamente protegidos con sensores de seguridad que ponen la máquina en emergencia en caso de apertura. En esta estructura se dispone iluminación LED para la zona de trabajo. En la parte posterior encontramos dos espacios cerrados dónde se ubican las bobinas de alimentación (9), con acceso mediante puertas para sustituir las bobinas de alimentación de hilo. En la parte posterior central se encuentra un armario eléctrico con todos los componentes para el control y suministro de potencia de la máquina. En la parte frontal derecha se dispone un cuadro de mandos con una pantalla táctil con pulsadores y seta de emergencia.Said enclosure (2) has four entrances to the work area duly protected with safety sensors that put the machine in emergency in case of opening. This structure has LED lighting for the work area. At the back we find two closed spaces where the feed spools (9) are located, with access through doors to replace the wire feed spools. In the central rear part there is an electrical cabinet with all the components for the control and power supply of the machine. On the right front there is a control panel with a touch screen with buttons and an emergency button.
Tal y como se ha dicho con anterioridad, la máquina cuenta con una pareja de cintas transportadoras (10-10’) a través de las que se alimentan el cuerpo y la tapa del carrete respectivamente, así como una cinta transportadora (10’’) de salida de los carretes terminados.As previously stated, the machine has a couple of tapes conveyors (10-10') through which the reel body and cover are fed respectively, as well as a conveyor belt (10'') for output of the finished reels.
Las cintas se desplazan a través de un motor paso a paso asociado a una transmisión reductora, que se encarga de dar movimiento a las cintas. Estas cintas de compuesto sintético están centradas por unos railes registradores, de manera que al final del recorrido de las mismas se establece una estación de recepción dónde se asegura mecánicamente y/o mediante fotocélulas la posición de espera de las piezas para ser recogidas, así como la activación de las correas de alimentación para seguir alimentando piezas.The tapes move through a stepper motor associated with a reduction transmission, which is responsible for moving the tapes. These synthetic compound belts are centered by recording rails, so that at the end of their run, a reception station is established where the waiting position of the pieces to be collected is mechanically and/or by means of photocells, as well as the activation of the feeding belts to continue feeding parts.
Las cintas transportadoras (10-10’) desplazan las piezas anteriormente descritas hasta un robot de 4 ejes (3) que se encarga de manipular tanto las 2 piezas que conforman un carrete, cómo el conjunto de carrete ya bobinado con hilo.The conveyor belts (10-10') move the pieces described above to a 4-axis robot (3) that is in charge of handling both the 2 pieces that make up a reel, as well as the reel assembly already wound with thread.
Su función es alimentar y descargar dos estaciones de bobinado (5) trabajando de forma síncrona con todos los elementos de la máquina.Its function is to feed and unload two winding stations (5) working synchronously with all the elements of the machine.
Así pues, a ambos lados del robot de 4 ejes (3), para una mejor productividad de la máquina, se establecen sendos conjuntos formados por una estación de bobinado (5), bobina de alimentación (9), manipulador de hilo (7), guía hilos (8) y centrador de apoyo (6).Thus, on both sides of the 4-axis robot (3), for a better productivity of the machine, there are separate sets made up of a winding station (5), feeding bobbin (9), wire handler (7) , thread guide (8) and support centering device (6).
El robot de 4 ejes (3) cuenta con una pinza manipuladora de carretes (4), o sistema de agarre que consiste en una pinza autocentrante de 4 dedos, de actuación neumática para un conseguir un cierre y una apertura muy rápidas. A su vez la pinza de 4 dedos lleva acopladas unas “uñas” para conseguir un “grip” óptimo con la geometría del carrete y poder manipularlos a altas aceleraciones.The 4-axis robot (3) has a reel manipulator clamp (4), or gripping system consisting of a self-centering 4-finger clamp, pneumatically actuated to achieve very fast closing and opening. At the same time, the 4-finger clamp has "nails" attached to it to achieve an optimal "grip" with the geometry of the reel and to be able to manipulate it at high accelerations.
Así pues, a ambos lados del robot de 4 ejes (3) se establecen sendas estaciones de bobinado (5), encargadas de dar el movimiento de rotación al carrete para que el hilo se bobine sobre este, por medio de un servomotor.Thus, on both sides of the 4-axis robot (3) there are winding stations (5), in charge of giving the reel a rotational movement so that the thread is wound on it, by means of a servomotor.
Además cumplen la función de posicionado del cuerpo del carrete, ya que en su parte superior montan un útil que se encarga de registrar con las patillas del carrete de forma que lo deja en una posición concreta para el acople de la tapa. Dos fotocélulas de fibra óptica se encargan de detectar si el carrete ha quedado en una posición incorrecta, mientras que dos rodamientos de contacto angular se encargan de soportar la presión que ejerce el sistema centrador de apoyo (6).They also fulfill the function of positioning the body of the reel, since in its upper part they mount a tool that is in charge of registering with the lugs of the reel so that it leaves it in a specific position for the coupling of the cover. Two fiber optic photocells are in charge of detecting if the reel has been left in an incorrect position, while two angular contact bearings are in charge of withstanding the pressure exerted by the centering support system (6).
Paralelamente a este mecanismo se establece un sistema centrador de apoyo (6) que se encarga de varias funciones. Una vez el robot ha posicionado la tapa del carrete encima del cabezal bobinador, el sistema centrador de apoyo ejerce la presión requerida para conseguir entrar la tapa al cuerpo del carrete y que esta quede clipada. Al realizar esta función también está liberando el robot para que éste pueda seguir con su ciclo.Parallel to this mechanism, a centering support system (6) is established which is in charge of several functions. Once the robot has positioned the reel cover on top of the winding head, the support centering system exerts the required pressure to get the cover into the reel body and that it is clipped. By performing this function, you are also releasing the robot so that it can continue with its cycle.
Una vez el sistema ha clipado la tapa al cuerpo del carrete, se mantiene haciendo presión para mantener el carrete estable durante el ciclo de bobinado. Este sistema se instala sobre una mesa lineal con guiado y actuador neumático de doble efecto que se encargar de retirar todo el sistema centrador para dar acceso al robot y poder retirar el carrete ya bobinado.Once the system has clipped the cap to the reel body, it maintains pressure to keep the reel stable during the winding cycle. This system is installed on a linear table with guidance and a double-acting pneumatic actuator that is in charge of removing the entire centering system to give access to the robot and to be able to remove the already wound reel.
Tal y como se ha dicho con anterioridad, la cuerda de rafia se suministra a partir de sendas bobinas de alimentación (9), que se encargan de conducir el hilo hacia el conjunto guía hilos (8) de forma segura.As previously stated, the raffia rope is supplied from separate feed spools (9), which are responsible for driving the thread towards the thread guide assembly (8) safely.
Estas bobinas, a modo de ejemplo, pueden ser de 5Kg, contando con un purgador mecániThese coils, by way of example, can be 5Kg, with a mechanical trap.
detecta el bloqueo en caso de que pase un nudo y detiene la máquina.it detects the blockage in case of passing a knot and stops the machine.
La bobina incluye un sistema compensador que se encarga de absorber los picos de tensión que puedan surgir durante el proceso de bobinado.The coil includes a compensating system that is responsible for absorbing voltage spikes that may arise during the winding process.
Así pues, las bobinas conducen el hilo hacia el conjunto guía hilos (8), el cual se encarga a su vez de guiar el hilo correctamente hacia el carrete con el fin de conseguir un bobinado paralelo, ordenado y uniforme.Thus, the bobbins lead the thread towards the thread guide assembly (8), which in turn is responsible for guiding the thread correctly towards the spool in order to achieve a parallel, orderly and uniform winding.
Se compone de un servomotor con un sistema acoplado de husillo de bolas que transforma el movimiento de rotación del motor en un movimiento lineal. Este movimiento es seguido por el hilo y trasladado al bobinado en el carrete. It consists of a servomotor with a coupled ball screw system that transforms the rotational movement of the motor into a linear movement. This movement is followed by the thread and transferred to the winding on the spool.
Además, incorpora un sistema de tensión regulable que permite conseguir una tensión concreta en el carrete.In addition, it incorporates an adjustable tension system that allows a specific tension to be achieved on the reel.
El conjunto guía hilos (8) alimenta a su vez a un conjunto manipulador del hilo (7), formado por 3 ejes neumáticos y otros dos actuadores neumáticos que se encargan de bloquear, cortar y posicionar el hilo correctamente en el momento de finalizar un carrete y empezar el siguiente.The thread guide assembly (8) in turn feeds a thread manipulator assembly (7), made up of 3 pneumatic axes and two other pneumatic actuators that are responsible for blocking, cutting and positioning the thread correctly at the time of finishing a spool. and start the next one.
Finalmente, los carretes terminados son expulsados a través de la tercera cinta transportadora (10’’), tras la que se dispone una estación de recepción de las piezas acabadas. Finally, the finished reels are expelled through the third conveyor belt (10''), after which there is a station for receiving the finished parts.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2932482 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20230119 |
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| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2932482 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20230519 |