ES2940183T3 - Estación automática de recorte de alambrón - Google Patents

Abstract

Se proporciona un sistema de recorte automatizado que incluye un sistema de visión que identifica la cantidad de anillos colocados dentro de una bobina y las posiciones cortadas donde se deben cortar los anillos. Uno o más mecanismos de recorte reciben las posiciones cortadas y proceden a cortar los anillos en las posiciones cortadas. Una disposición de gancho interactúa con la bobina para transferir la bobina a un área de recorte. Además, se proporciona un sistema de recorte automático que incluye una bobina que tiene una pluralidad de anillos. Uno o más mecanismos de recorte seleccionan una serie de anillos de la bobina y proceden a formar una muestra de la longitud deseada, cortando una parte de los anillos. Una unidad receptora recibe la muestra de uno o más mecanismos de recorte para evaluar la calidad de la muestra. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Estación automática de recorte de alambrón

Antecedentes de la invención

La invención se refiere al campo de la estación de recorte de alambrón y, en particular, a un sistema de recorte automatizado para una bobina de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Tradicionalmente, se utilizaría un cizallamiento de alta velocidad en línea para recortar la cabeza y cola de cada "bobina" de palanquilla enrollada en el molino, el cizallamiento de alta velocidad se coloca directamente antes del cabezal de alineación en la línea de alambrón y, como resultado, debe ser capaz de recortar alambre de 5,5 mm en tanto que se desplaza a 120 - 130 m/s. Esto da como resultado una máquina compleja con un sistema de control complicado que requiere un alto mantenimiento y atención al detalle para operar de manera correcta y consistente. Debido a la naturaleza compleja de esta máquina, tiene un alto costo de capital y un alto costo de operación, ya que la máquina utiliza dos guías principales, dos motores de 200-300 kW y múltiples tubos de conmutación que necesitan cambiar por tamaño de material para que se recorten. Se proporcionan ejemplos de este tipo de cizallamiento de alta velocidad usando un transportador de anillos de desplazamiento con respecto a WO2017082908A1 o EP0255724A2.

Al contrario de este cizallamiento de alta velocidad para alambres de desplazamiento, la presente invención se basa en un sistema de recorte estático más simple para una bobina formada como enDE19846101C1 que forma la base para el preámbulo de la reivindicación 1 y que divulga un sistema de recorte automatizado para una bobina que comprende un número de anillos colocados dentro de la bobina y posiciones cortadas donde los anillos se necesitan cortar; el sistema que comprende

- uno o más mecanismos de recorte ("Trennschere 9") proceden a cortar los anillos en las posiciones cortadas; y - una disposición de gancho que interactúa con la bobina para transferir la bobina a un área de recorte, una vez que la bobina se coloca en el área de recorte, se usan dos unidades de enganche adicionales ("Stangenelement 12, Haken 12a, Parallelogrammstützen 13") que comprenden un conjunto de varillas en forma de paralelogramos pivotantes para separar cada anillo (6a) en los extremos de la bobina para exponer los anillos colocados dentro del uno o más mecanismos de recorte. Sin embargo, estas unidades de enganche son complejas de operar, especialmente porque requieren un control de desplazamiento muy fino en sincronización completa con los mecanismos de recorte y cada uno de los anillos que se va a separar en ambos extremos de la bobina.

Breve descripción de la invención

De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un sistema de recorte automatizado del tipo mencionado anteriormente, configurado de tal manera que una vez que la bobina se coloca en el área de recorte, los extremos de la bobina se separan para exponer los anillos colocados dentro utilizando una pluralidad de rodillos de tornillo o el uno o más mecanismos de recorte, el sistema de recorte automatizado caracterizado porque comprende, además

- un sistema de visión configurado para identificar el número de anillos colocados dentro de la bobina y las posiciones cortadas donde se deben cortar los anillos;

- con el uno o más mecanismos de recorte del sistema que se configuran para recibir las posiciones cortadas.

De acuerdo con una modalidad preferida, el sistema de recorte automatizado incluye una bobina que incluye una pluralidad de anillos. Uno o más mecanismos de recorte se configuran para seleccionar un número de anillos de la bobina y proceder a formar una muestra cortando una porción de los anillos. Una unidad receptora configurada para recibir la muestra desde el uno o más mecanismos de recorte para la evaluación de la calidad de la muestra.

Algunas reivindicaciones dependientes, así como dibujos y su respectiva descripción también se proporcionan en relación con algunas ventajas técnicas de la presente invención.

Breve descripción de los dibujos

Las figuras 1A-1C son diagramas esquemáticos que ilustran una primera modalidad de una estación de recorte novedosa utilizada junto con un sistema de manejo de bobinas de acuerdo con la invención;

La figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra una vista detallada de una nueva disposición de gancho que forma parte de la invención;

Las figuras 3A-3B son diagramas esquemáticos que ilustran una vista detallada de un robot de recorte que forma parte de la invención;

Las figuras 4A-4C son diagramas esquemáticos que ilustran las diversas operaciones del sistema de visión que forma parte de la invención;

Las figuras 5A-5C son diagramas esquemáticos que ilustran una segunda modalidad de la invención que muestra la estación de recorte utilizada junto con un sistema de manejo de bobinas; y las figuras

Las figuras 6A-6B muestran una tercera modalidad de la invención donde se usa una muestra de una bobina para probar su calidad.

Descripción detallada de la invención

La invención implica una estación de recorte autónoma que se va a incluir en el área de manejo de bobinas, en esta área la bobina ya se ha formado y recolectado y se transporta en un palé o transporte de gancho al compactador para atarla. Antes del compactador, se incluirá una nueva estación para permitir que la cabeza y cola de cada bobina se recorten automáticamente sin la intervención del operador. La estación de recorte incluirá una transferencia lateral con una disposición de gancho única para permitir que los extremos de las bobinas se extiendan para permitir el recorte del número deseado de anillos de extremo de cabeza y cola, el corte o recorte de los anillos se puede realizar mediante un robot de recorte autónomo, controlado a través de una interfaz de sistema de visión. El propósito del sistema de visión es asegurar que se recorte el número correcto de anillos de cada bobina.

El desempeño de un cizallamiento a alta velocidad depende de la velocidad de molino, mientras que la presente invención no está sujeta a estas limitaciones. Por ejemplo, cuando la velocidad de molino es 120 m/s, el tiempo de corte para un cizallamiento de alta velocidad es menor que 0,05 segundos, mientras que el tiempo de corte para la presente invención es aproximadamente 45 segundos. Con el concepto de recorte en el área de manejo de la bobina, la bobina se puede recortar en tanto que está estacionaria, una sola bobina se puede mantener estacionaria desde un tiempo mínimo de aproximadamente 45 segundos y hasta dependiendo de la velocidad de producción del molino. La invención funciona dentro del sistema de manejo de bobinas, a través de una volteadora de bobinas que es un producto estándar si la parte inicial del sistema de manejo de bobinas es un sistema de palés verticales.

Una disposición de gancho diseñada personalizada luego interactúa con la bobina volteada para retirar la bobina y transferir la bobina a la estación de recorte. El gancho incorpora dos dispositivos de separación de anillo que abanican los extremos de cabeza y cola de la bobina por una cantidad predeterminada. Esta disposición en abanico también se puede llevar a cabo por el robot de recorte. Esta disposición en abanico de la bobina permite entonces que el sistema de visión calcule el número de anillos separados de la bobina e instruya a los brazos de los robots de recorte para colocar el anillo/anillos que se van a cortar en las ubicaciones de corte. Los anillos se cortan usando un corte hidráulico, y los brazos de los robots de recorte luego retiran los anillos de descarte del gancho antes de que el gancho coloque la bobina de nuevo en la volteadora que luego voltea la bobina de modo que se pueda transferir al compactador para su procesamiento. Si la bobina está en una disposición de gancho, el proceso es similar, pero no se necesita el volteo de la bobina y la bobina se transfiere de gancho a gancho.

Las figuras 1A-1C son diagramas esquemáticos que ilustran la estación de recorte novedosa 2 utilizada de acuerdo con la invención. Una bobina 12 se posiciona en un mandril 14 que es parte de una volteadora de palé en el centro 16. La estación de recorte 2 incluye una disposición de gancho 8 y un número de robots de recorte 10. Como se muestra en la figura 1A, la bobina 12 se lleva a la volteadora 16 después de que se procesa. El área que rodea el mandril 14 incluye un número de láseres para medir y asegurar un centrado preciso de las bobinas. Se proporciona una disposición de gancho 8 que interactúa con el mandril 14 para transferir las bobinas, como se muestra en la figura 1B, a la estación de recorte 2, como se muestra en la figura 1C. La disposición de gancho 8 permite que los extremos de la bobina se extiendan para permitir el recorte del número deseado de anillos de extremo de cabeza y de cola una vez en la estación de recorte 2.

Hay varias cámaras 6 utilizadas como parte de un sistema de visión para detectar la forma y los bordes de las bobinas. En la estación de recorte 2, las cámaras se montan en rieles 18 que permiten un movimiento fácil a través de la bobina 12. Los robots de recorte 10 ayudan a extender los extremos de la bobina 12 para exponer los anillos colocados dentro. El sistema de visión analiza estos anillos usando las cámaras 6 para identificar correctamente el número de anillos y sus respectivas posiciones. Utilizando información detectada por el sistema de visión, los robots de recorte 10 identifican correctamente el número de anillos que se van a recortar de cada bobina. Los robots de recorte tienen cizallas selectivas diseñadas específicamente para el recorte.

La figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra una vista detallada de la disposición de gancho 26. La disposición de gancho 26 incluye un número de rodillos de tornillo 28 que están unidos en cada uno de sus lados. Una vez que la disposición de gancho 26 transfiere la bobina a la estación de recorte, los rodillos de tornillo 28 se utilizan para tirar de los extremos de la bobina una cierta distancia para producir la separación de anillos a través de uno de los robots de recorte. Se usan varios servoaccionamientos 30 en cada lado de la disposición de gancho para tirar automáticamente del extremo de la bobina. El sistema de visión calcula el número de anillos en la separación de anillos e instruye a los brazos robóticos para colocar el anillo/anillos que se van a cortar en las ubicaciones de corte. El diagrama 32 muestra una vista detallada de los rodillos de tornillo utilizados de acuerdo con la invención. El sistema de visión y los robots de recorte se comunican entre sí a través de un sistema de control inalámbrico o alámbrico para coordinar la operación de identificación y recorte.

De manera alternativa, la disposición en abanico de los anillos de bobina se puede llevar a cabo por el propio robot, utilizando una herramienta de recorte personalizada, que está diseñada de una manera para permitir uso multipropósito, la herramienta incorpora una herramienta de disposición en abanico, la herramienta de corte mencionada anteriormente y una herramienta de sujeción, para llevar los anillos de corte a una posición de descarte.

La figura 3A es un diagrama esquemático que ilustra una vista detallada de un robot de recorte 42 utilizado de acuerdo con la invención. El robot de recorte 42 incluye una disposición de brazo 44 que se acopla a una superficie estacionaria a través de un sistema estabilizador 46. La disposición de brazo 44 se acopla a un árbol giratorio 48. El eje giratorio 48 se acopla a un mecanismo de corte y lanza 50. La figura 3B muestra una vista detallada del mecanismo de corte y lanza 50. El mecanismo de corte y lanza 50 incluyen una lanza 52 utilizada para disponer en abanico o separar las bobinas y un mecanismo cortador 54 se utiliza para recortar una bobina. También se incluye un elemento de agarre 60. La lanza 52 y mecanismo cortador y de agarre 54 se colocan en un eje giratorio 56 que permite que la lanza 52, mecanismo cortador y de agarre 54 y el elemento de agarre 60 giren cuando están en operación. El eje giratorio 56 se coloca en un mecanismo de anclaje 58 que permite que la lanza 52, el mecanismo cortador 54 y el elemento de agarre 60 se muevan lateralmente cuando están en operación.

El robot de recorte 42 es una unidad de 6 ejes que permite un movimiento flexible dentro de 6 grados de libertad. Como se analizó anteriormente, el robot de recorte 42 funciona usando información recopilada por una o más de las cámaras 52 del sistema de visión para determinar las posiciones apropiadas para cortar anillos en diversas ubicaciones de corte.

Las figuras 4A-4C son diagramas esquemáticos que ilustran las diversas operaciones del sistema de visión. La figura 4A muestra el perfil 68 de los diversos extremos de bobina colocados entre la separación de anillos. La posición de cada anillo se indexa por su ubicación y se envía a un controlador. El controlador utiliza esta información para controlar el posicionamiento preciso de los robots de recorte para el cizallamiento. La figura 4B muestra la detección de borde/objeto 70 desarrollada por el sistema de visión para detectar los bordes apropiados de los anillos. Esta información se proporciona al controlador para su procesamiento. La figura 4C muestra la profundidad del campo 72 de los anillos que se están examinando y el sistema de visión proporciona esta información al controlador. Después de recibir la diversa información mencionada anteriormente por el sistema de visión, el controlador evalúa la información y envía comandos respectivos a los robots de recorte en cuanto a cuál de los anillos evaluados se va a cortar y descartar.

Las figuras 5A-5C son diagramas esquemáticos que ilustran otra modalidad de la invención. Esta modalidad 80 usa un par de sistemas de recorte 82, 84 colocados en un riel 86 que se coloca por encima de una disposición de gancho 90 y una bobina 94 que permite un movimiento fácil, como se muestra en la figura 5A. La disposición de gancho 90 funciona de manera similar a la disposición de gancho 8 mencionada anteriormente. En particular, el sistema de gancho 90 coloca la bobina 94 en una estación de recorte para su procesamiento adicional. Cada sistema de recorte 82, 84 incluye un cortador de alambre 88 y un montaje de gancho 90. Además, el montaje de gancho 90 de los sistemas de recorte 82 se engancha al borde de la bobina 94 para separar los anillos 96 sobre un pestillo 92 de la disposición de gancho 90, como se muestra en la figura 5B. Lo mismo ocurre para el otro sistema de recorte 84 donde los sistemas de recorte 82, 84 ambos están separando los anillos 96 en ambos extremos de la bobina 94 simultáneamente o por separado sobre el pestillo 92.

Después de colocar los anillos 96 en el pestillo 92, los sistemas de recorte 82, 84 recortan o cortan el anillo respectivo 96 en ubicaciones selectivas usando sus cortadores de alambre 88 en ambos extremos de la bobina 94, como se muestra en la figura 5C. La determinación de estas ubicaciones especificadas se proporciona a los sistemas de recorte 82, 84 mediante el sistema de visión descrito en la presente. Se utiliza un controlador para interactuar entre los sistemas de recorte 82, 84 y el sistema de visión para cortar o recortar los anillos 96.

Las figuras 6A-6B muestran otra modalidad de la invención donde se recolecta una muestra de una bobina para una prueba de calidad. La figura 6A muestra un robot de recorte 100 que selecciona un número predefinido de anillos 106 de una bobina 102 que se posiciona en un gancho 110. Un montaje de rodillos de agarre, que es una parte del efector final, permite que se corte la variación en la longitud de la muestra. La figura 6B muestra el robot de recorte 100 que recorta una muestra 104 de las bobinas y una unidad receptora 108 recibe la muestra 104. Un controlador acoplado al robot de recorte 100 proporciona las ubicaciones de recorte para recortar las secciones de los anillos 106 que forman la muestra 104. Además, la muestra 104 se analiza posteriormente para determinar sus propiedades metalúrgicas o mecánicas para determinar si cumple con una cierta calidad. La prueba de la muestra 104 puede ocurrir en el otro extremo de la unidad receptora 108 o el usuario puede recoger manualmente la muestra de la unidad receptora y realizar la prueba necesaria, o puede hacer uso de un sistema automatizado para recoger y probar la muestra. La unidad receptora 108 puede incluir una estructura inclinada tal como un canal o una estructura deslizante, o similares. Además, la invención permite que más de un robot de recorte 100 seleccione muestras en diferentes puntos de un sistema embobinado para pruebas.

Aunque la presente invención se ha mostrado y descrito con respecto a varias modalidades preferidas de la misma, se pueden realizar varios cambios, omisiones y adiciones a la forma y detalle de la misma, sin desviarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de recorte automatizado para una bobina (12, 94) que comprende varios anillos (96) colocados dentro de la bobina (12, 94), el sistema que comprende:

- uno o más mecanismos de recorte (10) configurados para proceder a cortar los anillos en posiciones cortadas de los anillos (96); y

- una disposición de gancho (8, 26, 90) configurada para interactuar con la bobina (12, 94) para transferir la bobina (12, 94) a un área de recorte,

- rodillos de tornillo (28) o el uno o más mecanismos de recorte (10) configurados para separar los extremos de la bobina (12, 94) para exponer los anillos (96) colocados dentro de la bobina (12, 94) una vez que la bobina (12, 94) se coloca en el área de recorte;

el sistema de recorte automatizado que se caracteriza porque comprende, además

- un sistema de visión (6) configurado para identificar el número de anillos (96) colocados dentro de la bobina (12, 94) y las posiciones cortadas donde se deben cortar los anillos (96);

- el uno o más mecanismos de recorte (10) que se configuran para recibir las posiciones cortadas.

2. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 1, en donde la disposición de gancho se configura para interactuar con un área de manejo de bobinas para transferir la bobina al área de recorte.

3. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 1, en donde los rodillos de tornillo (28) se colocan en los lados de la disposición de gancho (8, 26, 90).

4. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 1, en donde el sistema de visión (6) comprende una pluralidad de cámaras (6).

5. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 4, en donde las cámaras (6) se colocan en un riel (18) para permitir el examen de los anillos (96) colocados dentro de los extremos separados de la bobina (12, 94).

6. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 1, en donde el sistema de visión (6) se configura para producir un perfil (68) de los anillos expuestos (96).

7. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 1, en donde el sistema de visión (6) se configura para detectar los bordes de las bobinas expuestas (12, 94).

8. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 1, en donde el sistema de visión (6) se configura para producir una vista de profundidad de campo (72) de las bobinas expuestas (12, 94) .

9. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 1, en donde el uno o más mecanismos de recorte (10) comprenden uno o más robots de recorte (10).

10. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 9, en donde el uno o más robots de recorte (10, 100) se configuran para recibir comandos para cortar los anillos expuestos a través de un controlador.

11. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 9, en donde el uno o más robots de recorte (10, 100) se configuran para disponer en abanico los anillos que se van a recortar.

12. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 1, en donde el uno o más mecanismos de recorte (10) comprenden un cortador de alambre (88) y un montaje de gancho (90).

13. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 12, en donde el montaje de gancho (90) se configura para separar la bobina (12, 94) para exponer los anillos (96).

14. El sistema de recorte automatizado de una de las reivindicaciones 1-13, que comprende:

- la bobina (12, 94) que incluye una pluralidad de anillos (96);

- el uno o más mecanismos de recorte (10) configurados para seleccionar un número de anillos (96) de la bobina (12, 94) y para proceder a formar una muestra (104) de longitud deseada, al cortar una porción de los anillos (96);

- una unidad receptora (108) configurada para recibir la muestra (104) desde el uno o más mecanismos de recorte (10) para la evaluación de la calidad de la muestra (104).

15. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 14, en donde la bobina se coloca en una estructura de soporte.

16. El sistema de recorte automatizado de una de las reivindicaciones 14-15, que comprende además un controlador configurado para predefinir el número de anillos (96) seleccionados por el uno o más mecanismos de recorte (10) .

17. El sistema de recorte automatizado de una de las reivindicaciones 14-16, en donde la unidad receptora (108) comprende una estructura inclinada.

18. El sistema de recorte automatizado de la reivindicación 17, en donde la estructura inclinada comprende un canal o estructura deslizante.