ES2942221A1 - Maquina ensambladora automatica de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales - Google Patents
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Abstract
Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales. Especialmente concebida obtener paneles en los que participan dos mallas de acero inferior y superior (6-7) electrosoldadas y una placa o núcleo (8) de poliestireno expandido u otro material termoaislante intermedia, donde las mallas se vinculan entre sí mediante conectores (32) de acero electrosoldados por sus extremos a las mismas y dispuestos en dos direcciones perpendiculares entre sí con un ángulo de inclinación de 15° con respecto a la normal a los planos de las mallas, la máquina se compone de tres elementos principales; una mesa de entrada (1), un núcleo de proceso (2) y una mesa de salida (3), que a su vez se complementan con un conjunto de devanadores-traccionadores (4), pórticos (5) para soporte de reguladores de tensión (30) del alambre (31) de acero a partir del que se obtienen los conectores (32), y un tablero de comando y control.
Description
DESCRIPCIÓN
Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se refiere a una máquina capaz de producir un panel espacial con conectores inclinados bidireccionales con núcleo de poliestireno expandido u otro material termoaislante que una vez hormigonado en obra posee capacidad estructural bidireccional para conformar los elementos estructurales verticales y horizontales de construcciones, típicamente paredes o forjados tales como por ejemplo fachadas o plantas de edificios.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los sistemas constructivos basados en paneles modulares de poliestireno expandido con mallas de acero que se fabrican en todo el mundo, presentan un sistema de conectores de acero que vinculan los mallazos entre sí.
Tales barras de conexión son perpendiculares al plano del panel, como por ejemplo el descrito en el documento US 2002/0043045.
En el documento ES-1143185 U se describe un panel con barras de conexión perpendiculares las placas onduladas de poliestireno expandido que conforman el núcleo tienen una perfil ondulado o rectilíneo, conformando siempre una estructura tridimensional con muy poca rigidez flexional así como diferentes capacidades mecánicas en cada una de las direcciones principales del panel, al tener distintas secciones de hormigón en cada dirección provocadas por las ondulaciones del núcleo.
Algunos paneles en particular, incluyen barras de conexión inclinadas al plano del panel pero solamente en el sentido longitudinal del mismo, obteniendo un panel con un desequilibrio de rigideces en las dos direcciones principales, generando diferentes capacidades mecánicas en cada una de las direcciones, provocada con la falta de simetría
en la inclinación de barras de conexión en las direcciones longitudinal y transversal del núcleo.
Tal disposición unidireccional de las barras de conexión conlleva la pérdida de capacidades mecánicas isotrópicas, por lo que genera comportamiento estructural diferente en cada una de las dos direcciones del panel.
Durante la etapa de montaje de estos paneles, resulta difícil lograr una buena alineación y aplomado de los mismos ya que resultan muy deformables, especialmente cuando se los dispone horizontalmente para conformar forjados o cubiertas.
Esta característica se agrava en la medida en que los espesores del núcleo de poliestireno expandido sean más pequeños.
Es por esta razón que los paneles de 30 a 40 mm de espesor de núcleo, no suelen utilizarse en la práctica dada la gran dificultad de instalarlos adecuadamente.
Por otra parte, la gran deformabilidad que presentan esos paneles hace que una vez montados con su debido alineado y aplomado, puedan muy fácilmente perder esas propiedades por la acción de las fuerzas de viento previo a la fase de hormigonado de los mismos.
El coste de los paneles es proporcional al espesor del núcleo de poliestireno expandido, el cual no aporta ventaja alguna en su empleo en muros interiores donde no se precisa aislamiento térmico. Es especialmente allí, donde la factibilidad de empleo de paneles delgados haría más competitivo el sistema constructivo frente al sistema tradicional.
Análogamente sucede con los forjados intermedios de los edificios, donde el uso de núcleo termoaislante no tiene ningún sentido, donde se utilizan espesores de aislamiento elevados para obtener capacidades mecánicas admisibles al uso de los forjados.
Tratando de obviar esta problemática, en la patente de invención P202130411 se describe un panel preindustrializado bidireccional con núcleo de poliestireno expandido y armadura básica adosada en sus caras, armadura constituida por mallazos de acero vinculados entre sí por barras de conexión de acero electro-soldados que por su especial disposición,
inclinados en las dos direcciones de los planos perpendiculares transversal y longitudinal al plano del panel, permite optimizar el proceso de fabricación y colocación de este tipo de paneles así como un aumento sustancial de sus capacidades mecánicas.
Sin embargo, en este documento no se describe la máquina que sería necesaria para obtener este tipo de paneles.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
La máquina de la invención permite obtener paneles como el descrito en la patente de invención P202130411 en base a una solución sumamente efectiva.
De forma más concreta, se trata de obtener paneles que se conforman con dos mallas de acero electrosoldadas y una placa de poliestireno expandido u otro material termoaislante intermedia. Las mallas se vinculan por medio de electrosoldadura de conectores de acero en dos direcciones perpendiculares entre sí con un ángulo de inclinación de 15° con respecto a la normal a los planos de las mallas.
Para ello, en la máquina de la invención participan tres elementos principales, así como tres elementos complementarios.
Los elementos principales son:
• Mesa de Entrada.
• Núcleo de Proceso.
• Mesa de Salida.
Los elementos complementarios son:
• Conjunto devanadores-traccionadores.
• Pórticos para soporte reguladores de tensión.
• Tablero de comando y control.
En cuanto a la mesa de entrada, define el área de trabajo para la carga del conjunto
formado por las dos mallas de acero y la placa de material termo aislante, que cuenta con una mesa fija con capacidad de recibir estos componentes.
Sobre la misma hay un dispositivo mecánico, concretamente un carro alimentador, que actúa como empujador de los elementos constitutivos del panel a conformar.
El Carro alimentador lleva el conjunto formado por la malla de acero inferior, el núcleo termoaislante y la malla de acero superior hacia el núcleo de proceso, movilizado por un peine de empuje.
Una vez que los materiales componentes del panel llegan al núcleo de proceso, es tomado por el mismo en su función de colocar los componentes en su posición adecuada, insertar conectores y soldar los mismos a las mallas de acero. Al finalizar este proceso el carro retrocede, bajando el peine de empuje por el desplazamiento de un pistón neumático, a su posición inicial y así disponer el espacio para acomodar mallas y el núcleo termo aislante del siguiente panel a ensamblar.
La posición inicial del carro se puede desplazar, optimizando el recorrido del mismo.
En el caso de paneles largos, una vez superada la carrera máxima el carro retrocede y el panel completa su proceso, siendo traccionado desde la mesa de salida con su correspondiente carro de expulsión.
Por su parte, el núcleo de proceso se constituye a partir de tres elementos:
• Posicionador y separador de mallas y placa termoaislante.
• Puente de Inyectores de conectores.
• Conjunto de los Soldadores Inferiores y Superiores.
El dispositivo posicionador y separador de mallas y placa termoaislante está constituido por un puente en el que se disponen las placas separadoras superior e inferior, que dejan el espacio necesario entre las mallas de acero y el núcleo termoaislante. La placa superior
puede desplazarse verticalmente para poder ajustar en altura el espesor del panel a conformar.
La fijación de la malla de acero superior a su correcta posición de soldadura es garantizada por un conjunto de electroimanes montados en cada uno de los inyectores que la mantendrán firmemente unida y distanciada del núcleo de poliestireno, previamente a la soldadura.
La placa de material termo aislante del panel es colocada automáticamente en el separador inferior que la mantendrá distanciada de la malla de acero, mediante actuadores neumáticos que la elevan a su posición definitiva sobre el separador inferior.
De esta forma, la malla superior se desliza por la cara superior del separador de arriba y la malla inferior se desliza por la cara inferior del separador de abajo. Por la cara superior del separador de abajo se guía al núcleo termoaislante separado entonces de la malla inferior, para que todo este conjunto de mallas de acero y núcleo termoaislante llegue a la posición de soldadura de manera precisa.
Sendas mallas de acero van a quedar correctamente separadas del núcleo termo aislante del panel en el instante previo a la soldadura de los conectores insertados por la máquina, de manera automática y continua.
Tanto los ajustes de espesor como de longitud de los paneles a conformar y la posición inicial del carro, se realizan desde la pantalla táctil del tablero de comando.
En cuanto al puente de inyectores de conectores, éste se conforma por ocho mecanismos de accionamiento eléctrico servo motorizado para la inserción de alambre de acero provisto por el conjunto de devanadores-traccionadores automáticos.
Cada uno de los ocho inyectores inserta los conectores con un ángulo de 15° de inclinación con respecto a la vertical, repartidos en grupos de cuatro inclinados según la dirección longitudinal y cuatro inclinados según la dirección transversal.
Los inyectores incluyen un tren de enderezado, un servomotor para la tracción del alambre e inserción del mismo en el panel, medios de calentamiento para dicho alambre, una cizalla
de corte y electroimanes para asegurar la posición de la malla superior previo a la soldadura.
En cuanto al conjunto de soldadores inferiores y superiores, estos participan igualmente en número de ocho, tanto unos como otros, incluyendo medios de desplazamiento vertical para posicionado de los electrodos así como para apertura y cierre de las pinzas de soldadura.
Por su parte, la mesa de salida consiste en una mesa fija para recibir los paneles que posee un dispositivo traccionador sincronizado con los ciclos de inyección de los conectores y el carro alimentador de la mesa de entrada.
En cuanto a los elementos complementarios de la máquina, el conjunto de devanadorestraccionadores, cuentan con un mecanismo de tracción del alambre de acero y freno del carretel porta bobina, de tal modo que provea al inyector a demanda y minimice los esfuerzos del mismo. Además, cada conjunto cuenta con un pre enderezador en un plano que elimina la deformación por bobinado aliviando el tiro desde el inyector.
Los devanadores confluyen a dos pórticos según la dirección e inyección de los conectores X (Grupo I) e Y (Grupo II), en dónde ganan altura para acometer al núcleo de proceso y pasan a través de un mecanismo que regula la tensión en cada línea de alimentación de alambre de acero, denominado de bailarines que mantiene constante la tensión de tiro por oscilación.
Finalmente, decir que todas las operaciones de parametrización de tipo de panel a conformar, longitud, espesor de la placa termo aislante y cantidad, se realizan en el tablero de comando a través de una pantalla digital táctil. También los parámetros de soldadura como puede ser tiempo de soldadura, de mantenimiento, de reposo, energía y otros, se establecen desde la pantalla táctil. Desde el tablero de comando se ejecutan todas las operaciones de funcionamiento operativo de la máquina.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
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:
La figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de los paneles a obtener mediante la máquina ensambladora automática objeto de la invención.
La figura 2.- Muestra una vista en sección transversal del panel ensamblado por la máquina objeto de la invención.
La figura 3.- Muestra una vista en sección longitudinal del panel ensamblado por la máquina objeto de la invención.
La figura 4.- Muestra una vista esquemática en perfil de los elementos principales que participan en la máquina de la invención.
La figura 5.- Muestra sendas vistas en alzado lateral y en planta del carro alimentador que participa en la mesa de entrada de la máquina.
La figura 6.- Muestra una vista en alzado lateral de la máquina a nivel de los inyectores y grupos soldadores.
La figura 7.- Muestra un detalle en perspectiva del conjunto de la figura 6.
La figura 8.- Muestra un detalle en perspectiva del mecanismo traccionador asociado a la mesa de salida de la máquina.
La figura 9.- Muestra un detalle en perspectiva de un conjunto devanador-traccionador.
La figura 10.- Muestra un detalle en perspectiva de un pórtico para soporte de los reguladores de tensión, sobre los que confluyen los devanadores.
La figura 11.- Muestra una vista en alzado lateral de la posición relativa del conjunto de la figura 10 en el seno de la máquina.
La figura 12.- Muestra, finalmente una vista en perspectiva de la máquina completa.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las figuras reseñadas, y en especial de las figuras 4 y 12, puede observarse como en la máquina de la invención participan tres elementos principales, materializados en una mesa de entrada (1), un núcleo de proceso (2) y una mesa de salida (3), que se complementan con un conjunto de devanadores-traccionadores (4), pórticos (5) para soporte de reguladores de tensión y un tablero de comando y control.
Pues bien, la mesa de entrada (1) define el área de trabajo para la carga del conjunto formado por las dos mallas de acero inferior y superior (6-7) y la placa o núcleo (8) de material termo aislante, que cuenta con una mesa fija con capacidad de recibir estos componentes con hasta 6,00 m de longitud. Sobre la misma hay un dispositivo mecánico que actúa como empujador de los elementos constitutivos del panel a conformar, y que consiste en un carro alimentador (9), el mostrado en detalle en la figura 5.
El carro alimentador (9) lleva el conjunto formado por la malla de acero inferior (6), el núcleo (8) termoaislante y la malla de acero superior (7) hacia el núcleo de proceso (2), movilizado por un peine (10) de empuje abatible accionado con un servomotor (11), con precisión milimétrica de avance en una carrera máxima de recorrido de 4,00 m.
Una vez que los materiales componentes del panel llegan al núcleo de proceso (2), es tomado por el mismo en su función de colocar los componentes en su posición adecuada, insertar conectores y soldar los mismos a las mallas de acero. Al finalizar este proceso el carro retrocede, bajando el peine (10) de empuje por el desplazamiento de un pistón neumático (12), a su posición inicial y así disponer el espacio para acomodar mallas y el núcleo termo aislante del siguiente panel a ensamblar.
La posición inicial del carro alimentador (9) se puede desplazar para paneles de longitud menor o igual a 4,00 m optimizando el recorrido del mismo. El desplazamiento se logra por el impulso del servomotor (11) eléctrico paso a paso de 1 HP. El paso de desplazamiento del carro luego de la primera inserción de conectores es de 300 mm de acuerdo el esquema
de diseño del panel conformado.
En el caso de paneles de longitud entre 4,00 y 6,00 m, una vez superada la carrera máxima el carro retrocede y el panel completa su proceso, siendo traccionado desde la mesa de salida (3) con su correspondiente carro de expulsión (13).
El carro alimentador (9) se compone por un servomotor reductor de caja tamaño 50 y 1 HP, piñón y cremallera, montados sobre patines y guías lineales (14).
En cuanto al núcleo de proceso (2), y de acuerdo con la figura 6, el mismo está compuesto por un mecanismo posicionador y separador (15-15’) de mallas y placa termoaislante, un puente (16) de inyectores (17) de conectores (32), y un conjunto de soldadores inferiores (18) y superiores (19).
Por su parte, el mecanismo posicionador y separador (15-15’) de mallas y placa termoaislante está constituido por un puente en el que se disponen las placas separadoras superior e inferior, que dejan el espacio necesario (de 8 a 12 mm) entre las mallas de acero (6-7) y el núcleo (8) termoaislante. La placa superior puede desplazarse verticalmente desde sus extremos movilizado por 2 servomotores (uno en cada extremo) para poder ajustar en altura el espesor del panel a conformar con precisión milimétrica.
La fijación de la malla de acero superior a su correcta posición de soldadura es garantizada por un conjunto de electroimanes montados en cada uno de los inyectores que la mantendrán firmemente unida y distanciada del núcleo de poliestireno, previo a la soldadura.
La placa de material termo aislante del panel es colocada automáticamente en el separador inferior que la mantendrá distanciada de la malla de acero, mediante actuadores neumáticos que la elevan a su posición definitiva por sobre el separador inferior.
De esta forma, la malla superior se desliza por la cara superior del separador de arriba y la malla inferior se desliza por la cara inferior del separador de abajo. Por la cara superior del separador de abajo se guía al núcleo termoaislante separado entonces de la malla inferior, para que todo este conjunto de mallas de acero y núcleo termoaislante llegue a la posición de soldadura de manera precisa.
Sendas mallas de acero van a quedar correctamente separadas del núcleo termo aislante
del panel en el instante previo a la soldadura de los conectores insertados por la máquina, de manera automática y continua.
Tanto los ajustes de espesor como de longitud de los paneles a conformar y la posición inicial del carro, se realizan desde la pantalla táctil del tablero de comando.
De forma mas concreta, el puente (16) de inyectores (17) se conforma por ocho mecanismos por accionamiento eléctrico servo motorizado para la inserción de alambre de acero diámetro hasta 4 mm, provisto por el conjunto de devanadores-traccionadores (4) automáticos.
Cada uno de los ocho inyectores (17) inserta los conectores (32) con un ángulo de 15° de inclinación con respecto a la vertical, repartidos en grupos de cuatro inclinados según la dirección longitudinal y cuatro inclinados según la dirección transversal, que se ilustran en la Figuras 6 y 7, obteniéndose la estructura mostrada en las figuras 2 y 3.
Cada uno de los inyectores (17) se compone de:
• Tren de enderezado (20-20’) de 10 ruedas en dos planos (5 por cada plano).
• Servomotor (21) con mecanismo de tipo "Pinch roll” (rodillos de arrastre) para la tracción del alambre y la inserción en el panel. Gracias al servomotor, es posible regular con exactitud la longitud de inserción, que se selecciona automáticamente en función del espesor del núcleo termoaislante del panel a fabricar.
• Calentamiento inductivo (22) del alambre de acero, ubicado en la parte inferior del inyector, para facilitar la inserción en el núcleo termoaislante.
• Cizalla (23) de corte del alambre de acero por accionamiento hidráulico desde una Central hidráulica de 5 HP.
• Electroimanes (24) para asegurar la posición de la malla superior previo a la soldadura; el procesador dispara la señal para que actúen los electroimanes sólo durante el instante de inserción y soldadura.
Los inyectores (17) se posicionan verticalmente de manera automática en función del espesor del panel a conformar, accionados por 4 servomotores que desplazan
conjuntamente 2 inyectores cada uno. El movimiento es implementado por servomotores con reductor caja tamaño 50 de 1 HP, piñón y cremallera, montados sobre patines y guías lineales.
Volviendo nuevamente a la figura 6, los soldadores inferiores (18) se componen de 8 mecanismos de accionamiento neumático que posicionan los electrodos, subiendo y bajando por cada ciclo de soldadura, y otros ocho mecanismos de accionamiento neumático para cerrar y abrir las pinzas de soldadura y así realizar las soldaduras inferiores de los conectores.
Los soldadores superiores (19) también se componen de ocho mecanismos de accionamiento neumático para cerrar y abrir las pinzas de soldadura superior por cada conector, montados sobre un puente que se desplaza verticalmente desde sus extremos mediante dos servomotores, uno en cada extremo.
La apertura y cierre de las todas las pinzas de soldadura las acciona un pistón neumático de diámetro 40 mm.
Las pinzas porta-electrodos están fundidas con aleación de cobre y canal de refrigeración por agua, que son enfriadas por un equipo enfriador integrado por un compresor de 2 HP, tanque intercambiador de 150 litros y bomba de recirculación forzada para el control de temperatura de los electrodos. Su ubicación es externa al núcleo del proceso (2)
La potencia de soldadura de cada pinza es de 8 KVA y está implementada por un transformador (25) de 40 KVA cada dos pinzas, totalizando cuatro transformadores. La duración máxima de cada pulso de soldadura es de 250 ms.
La cantidad de ciclos promedio de inyección de los ocho conectores es de 15 ciclos/minuto, lo que representa una velocidad de avance del panel conformado de 329 m2/hora, para un conector de longitud 250 mm y espesor de placa de poliestireno de 200 mm. El paso de desplazamiento del panel por cada ciclo de soldadura simultáneo de los ocho conectores es de 300 mm.
Tal y como se puede observar en el detalle de la figura 8 la mesa de salida (3) está destinada a recibir al panel conformado, materializándose en una mesa fija para recibir paneles de longitud máxima 6,00 m que posee un dispositivo traccionador y sincronizado
con los ciclos de inyección de los conectores y el carro alimentador (9) de la mesa de entrada (1).
El traccionador es un mecanismo de avance servomotorizado que posee un carro de expulsión (13) con ganchos (26) abatibles de accionamiento neumático que toman el panel desde la malla inferior. El servomotor tiene una caja reductora tamaño 50 de 1 HP, piñón y cremallera, montado sobre patines y guías lineales. La carrera máxima del carro es de 4,00 m.
Cuando los paneles tienen longitud mayor a la carrera máxima, los ganchos (26) se abaten y el carro retrocede a la posición de inicio para retomar el panel desde la malla inferior. El paso de desplazamiento del carro luego de la primera sujeción de los ganchos (26) es de 300mm.
De acuerdo con lo mostrado en la figura 9, los devanadores-traccionadores (4) cuentan con un mecanismo de tracción del alambre de acero y freno del carretel (27) porta bobina (28), de tal modo que provea al inyector a demanda y minimice los esfuerzos del mismo.
Además, cada conjunto cuenta con un pre enderezador (29) en un plano que elimina la deformación por bobinado aliviando el tiro desde el inyector.
El mecanismo de tracción es tipo "Pinch Roll”, conformado por ruedas de acero con engranajes accionadas por un moto-reductor y caja tamaño 63 y 1 HP, y velocidad controlada mediante variador de velocidad. El mecanismo de frenado es de accionamiento neumático implementado con cilindro compacto diámetro 80 mm.
De acuerdo con las figuras 10 a 12, los devanadores-traccionadores (4) confluyen a dos pórticos (5) según la dirección de inyección de los conectores X (Grupo I) e Y (Grupo II), en dónde ganan altura para acometer al núcleo de proceso (2) y pasan a través de un mecanismo que regula la tensión (30) en cada línea de alimentación de alambre (31) de acero, denominado de bailarines que mantiene constante la tensión de tiro por oscilación.
Solo queda señalar por último que, todas las operaciones de parametrización de tipo de panel a conformar, longitud, espesor de la placa termo aislante y cantidad, se realizan en el tablero de comando a través de una pantalla digital táctil. También los parámetros de soldadura como ser tiempo de soldadura, de mantenimiento, de reposo, energía y otros, se
establecen desde la pantalla táctil. Desde el tablero de comando se ejecutan todas las operaciones de funcionamiento operativo de la máquina.
El tablero de control que contiene todos los dispositivos eléctricos y electrónicos está ubicado externo al núcleo. Al mismo acometen los cables de suministro eléctrico de la máquina.
A partir de esta estructuración, se derivan las siguientes ventajas y novedades frente a otras máquinas existentes:
• Fabricación de paneles bidireccionales, es decir paneles que presentan la misma rigidez E x I en ambos sentidos, dado que además de la misma sección de barras de acero en las dos direcciones, presenta un sistema de conectores inclinados de igual manera y cantidad en las dos direcciones: longitudinal a la producción del panel y transversal a la misma.
• Permite insertar conectores de diámetro 4 mm frente a las demás maquinarias que insertan conectores de un diámetro máximo de 3 mm
• Esta nueva ensambladora de paneles, no requiere que las mallas de acero apoyen en el núcleo termoaislante, gracias a lo cual puede soldar los conectores manteniendo las mallas de acero a una distancia prefijada, mediante un novedoso sistema posicionador servo motorizado.
• El proceso de transporte del panel se realiza por doble efecto: empuje y tracción, a diferencia de las maquinas convencionales, que solo lo hacen por tracción. Ello permite mantener la integridad de los paneles cuyo núcleo termoaislante de EPS esté compuesto por tramos de longitud menor al largo del panel que se ensamble.
• Para facilitar la inserción de los conectores, la nueva máquina ensambladora tiene todos sus devanadores motorizados con un novedoso sistema de tracción. De ese modo, los 8 mecanismos de inserción no desaprovechan su energía, en traccionar acero desde las bobinas, y entonces utilizan toda la energía disponible en el enderezado y clavado en el núcleo de EPS del panel.
Los devanadores motorizados de la nueva ensambladora de paneles, realizan el pre-tiro del acero pasando por un sistema de pre enderezado, en lugar de los sistemas clásicos, donde el motor se encuentra por debajo del devanador asistiendo su rotación y no tienen pre enderezado. Este aprovechamiento energético aumenta notablemente el desempeño de los grupos de inserción, que permiten clavar los conectores a una mayor velocidad, aun tomando en cuenta que el diámetro de los mismos sea de 4 mm.
A diferencia de las máquinas convencionales cuyos movimientos son netamente neumáticos, la nueva ensambladora automática de paneles cuenta con 28 motores que reducen drásticamente el consumo de aire requerido para su funcionamiento. De 2.500 litros/minuto que requieren habitualmente las maquinas convencionales, esta nueva máquina solo necesita un caudal de aire de 114 litros/minuto.
Otro aspecto notable de la nueva ensambladora automática de paneles es la autonomía de trabajo, ya que con 1 sola carga de 8 bobinas de acero de 1.000 Kg esta máquina es capaz de producir más de 23 Km lineales de paneles de 1.220 mm de ancho útil y 100 mm de espesor de núcleo termoaislante, con una autonomía de 88 horas. A título ilustrativo, las maquinarias convencionales, que no pueden trabajar con bobinas de acero de más de 700 Kg, y tienen una autonomía de no más de 46 horas (con doble conector de 3 mm y paso 150 mm)
La productividad de la nueva ensambladora de paneles es muy superior a todas las máquinas convencionales, ya que gracias a sus sistemas de inserción y movimiento servo motorizado, puede producir más de 2.630 m2 por turno de 8 horas, frente a los 1.300 a 1.600 m2 por turno de 8 horas, de la mayoría las máquinas convencionales.
A raíz de la reducción de caudal de aire requerido para la operación de esta novedosa máquina ensambladora de paneles bidireccionales, se reduce la potencia eléctrica requerida en la producción de aire para el abastecimiento neumático de la máquina. Se reduce desde una necesidad de 30 KW de potencia con una demanda operacional de 30 segundos, hasta una potencia de 15 KW con una demanda operacional de 500 segundos. No solo estamos frente a una enorme reducción de potencia, sino también una enorme reducción de horas de operación de la planta de compresores, con el menor costo de mantenimiento que ello implica.
La nueva máquina ensambladora que se preconiza ha sido diseñada tomando en cuenta todos los avances en los sistemas modernos de soldadura de punto; los transformadores de potencia han sido calculados y optimizados, dando como resultado una máquina de 140 KW de potencia nominal y un factor de simultaneidad del 100% a pesar de disponer de 8 cabezales de inserción de barras de acero de 4 mm de diámetro.
El sistema de control de soldadura está integrado al PLC de la máquina y los parámetros se ajustan desde la pantalla táctil de comando. Los parámetros ajustables por el operador de la máquina se resumen al tiempo de presión, tiempo de pulso y tiempo de enfriamiento. El tiempo de pulso integra el tiempo de crecimiento y el de meseta de la potencia de soldadura. El operador puede elegir valores de 1 a 10 para ajustar de manera simplificada estos parámetros, siempre complicados de ajustar y poner a punto con los controladores de soldadura convencionales.
La potencia neta de inserción de la nueva ensambladora de paneles bidireccionales es 2,5 veces superior a las maquinas convencionales, lo que le permite la inyección simultánea de 8 barras de 4 mm con la posibilidad de alcanzar 20 ciclos por minuto en aquellos paneles de espesor menor a 50 mm.
La nueva ensambladora de paneles bidireccionales está preparada para ser acoplada con brazos robóticos antropomorfos tanto en la mesa de entrada como en la de salida, permitiendo así extremar la capacidad de producción con un factor operativo promedio de longitudes diferentes de panel igual a 0,87.
La nueva ensambladora de paneles bidireccionales puede ensamblar un panel con un espesor mínimo de 25 mm de núcleo termo aislante. Estos paneles completados y hormigonados en obra permiten crear muros portantes de sólo 10 cm de espesor total.
Claims (14)
1a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, paneles en los que participan dos mallas de acero inferior y superior (6-7) electrosoldadas y una placa o núcleo (8) de poliestireno expandido u otro material termoaislante intermedia, donde las mallas se vinculan entre sí mediante conectores (32) de acero electrosoldados por sus extremos a las mismas y dispuestos en dos direcciones perpendiculares entre sí con un ángulo de inclinación de 15° con respecto a la normal a los planos de las mallas, caracterizada por que en la misma participa una mesa de entrada (1), un núcleo de proceso (2) y una mesa de salida (3), que se complementan con un conjunto de devanadores-traccionadores (4), pórticos (5) para soporte de reguladores de tensión (30) del alambre (31) de acero a partir del que se obtienen los conectores (32), y un tablero de comando y control, en donde:
a) la mesa de entrada (1) incluye un área de trabajo para la carga del conjunto formado por las dos mallas de acero inferior y superior (6-7) y la placa o núcleo (8) de material termo aislante, sobre la que se sitúa un mecanismo empujador de los elementos constitutivos del panel a conformar,
b) el núcleo de proceso (2), está compuesto por un mecanismo posicionador y separador (15-15’) de mallas (6-7) y núcleo (8) termoaislante, un puente (16) de inyectores (17) de conectores (32), y un conjunto de soldadores inferiores (18) y superiores (19), en donde los inyectores (17) se disponen con ángulo de 15° de inclinación con respecto a la vertical, repartidos en dos grupos en los que dicha inclinación es relativa a la dirección longitudinal y transversal del panel, respectivamente,
c) la mesa de salida (3) de recepción del panel conformado, incluye un dispositivo traccionador y sincronizado con los ciclos de inyección de los conectores y el carro alimentador (9) de la mesa de entrada (1),
d) el tablero de comando y control incluye una pantalla con medios para ajuste de espesor y de longitud de los paneles a conformar.
2a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados
bidireccionales, según reivindicación 1a, caracterizada por que el mecanismo empujador de los elementos constitutivos del panel a conformar de la mesa de entrada (1) se materializa en un carro alimentador (9) movilizado por un peine (10) de empuje abatible accionado con un servomotor (11).
3a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicación 2a, caracterizada por que el carro alimentador (9) presenta un recorrido máximo de 4 metros.
4a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicación 1a, caracterizada por que el mecanismo posicionador y separador (15-15’) de mallas y núcleo (8) termoaislante está constituido por un puente en el que se disponen unas placas separadoras superior e inferior, desplazables verticalmente, sobre las que apoyan la malla superior y el núcleo, respectivamente, determinando los medios de ajuste del espesor del panel a conformar.
5a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicación 1a, caracterizada por que cada inyector se compone de:
• Un tren de enderezado (20-20’) de 10 ruedas en dos planos (5 por cada plano).
• Un servomotor (21) con mecanismo de rodillos de traccionado del alambre e inserción en el panel.
• Medios de calentamiento inductivo (22) del alambre de acero, ubicado en la parte inferior del inyector.
• Cizalla (23) de corte del alambre de acero por accionamiento hidráulico.
• Electroimanes (24) de sustentación de la malla superior.
6a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicación 1a, caracterizada por que inyectores (17) de conectores (32) participan en número de ocho.
7a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicación 1a, caracterizada por que los soldadores inferiores (18)
se componen de ocho mecanismos de accionamiento neumático con medios para posicionamiento de los electrodos, y otros ocho mecanismos de accionamiento neumático para cerrar y abrir las correspondientes pinzas de soldadura.
8a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicación 1a, caracterizada por que los soldadores superiores (19) se componen de ocho mecanismos de accionamiento neumático con medios de apertura y cierre de las pinzas de soldadura superior montados sobre un puente desplable verticalmente.
9a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicaciones 1a, 7a y 8a, caracterizada por que las pinzas portaelectrodos están fundidas con aleación de cobre y canal de refrigeración por agua.
10a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicaciones 1a, 7a a 9a, caracterizada por que incluye un transformador (25) para cada dos pinzas.
11a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicación 1a, caracterizada por que la mesa de salida (3) se materializa en una mesa fija de recepción de los paneles que cuenta conun dispositivo traccionador y sincronizado con los ciclos de inyección de los conectores y el carro alimentador (9) de la mesa de entrada (1).
12a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicaciones 1a, y 11a, caracterizada por que el traccionador es un mecanismo de avance servomotorizado que posee un carro de expulsión (13) con ganchos (26) abatibles de accionamiento neumático para traccionado del panel desde la malla inferior.
13a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicación 1a, caracterizada por que los devanadorestraccionadores (4) cuentan con un mecanismo de tracción del alambre de acero y freno del carretel (27) porta bobina (28),estando asistidos por un pre- enderezador (29) del alambre (31).
14a.- Máquina ensambladora automática de paneles espaciales con conectores inclinados bidireccionales, según reivindicación 1a, caracterizada por que los devanadorestraccionadores (4) confluyen sobre dos pórticos (5) según la dirección de inyección de los conectores, pórticos que presentan una mayor altura que los devanadores, y que alimentan al núcleo de proceso (2) previo paso a través de un mecanismo que regula la tensión (30) en cada línea de alimentación de alambre (31) de acero.
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2021
- 2021-11-30 ES ES202131110A patent/ES2942221A1/es active Pending
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