ES2963523T3 - Dispositivo accionado por gas comprimido y sistema de mecanizado a gas comprimido - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un dispositivo operado por gas a presión (10; 100; 1000) que comprende una unidad de herramienta (12) y una unidad receptora (14) para recibir la unidad de herramienta (12), en donde la unidad de herramienta (12) tiene un estator (16) y un rotor (20) que se puede accionar de forma giratoria alrededor de un eje de rotación (18) con respecto al estator (16) con la aplicación de gas a presión, en el que la unidad de herramienta (12) se puede desplazar con respecto al unidad receptora (14) desde una posición inicial que puede ser predefinida por la unidad receptora (14) en una o más posiciones de desplazamiento. Para proporcionar un dispositivo de este tipo accionado por gas a presión, con el que se pueda garantizar una mayor estabilidad del proceso, según la invención, el dispositivo (10; 100; 1000) comprende una unidad sensora (48) para determinar un desplazamiento. estado de la unidad de herramienta (12) con respecto a la unidad receptora (14). La invención también se refiere a un sistema de procesamiento de gas a presión (84). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo accionado por gas comprimido y sistema de mecanizado a gas comprimido
La presente invención se refiere a un dispositivo accionado por gas comprimido, que comprende una unidad de herramienta y una unidad de alojamiento para alojar la unidad de herramienta, en el cual la unidad de herramienta comprende un estator y un rotor que puede ser accionado de forma giratoria alrededor de un eje de giro con respecto al estator bajo presurización con gas comprimido, y en el cual la unidad de herramienta puede ser desviada con respecto a la unidad de alojamiento desde una posición inicial que puede ser predefinida por medio de la unidad de alojamiento, a una o varias posiciones de desviación, y en el cual el dispositivo comprende un equipo de sensor para determinar un estado de desviación de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento, y en el cual por medio del equipo de sensor puede ser determinada una posición de desviación de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento.
Además, la presente invención se refiere a un sistema de mecanizado a gas comprimido, que comprende un dispositivo accionado por gas comprimido y un equipo de sujeción configurado de forma movible y/o controlable.
Para dispositivos accionados por gas comprimido existe una gran variedad de campos de aplicación, en particular, en el ámbito de la producción industrial y el mecanizado de piezas de trabajo. Es habitual el uso de dispositivos accionados por gas comprimido para accionar una herramienta de mecanizado. A este respecto, cabe mencionar a modo de ejemplo las herramientas de rectificado, pulido, desbarbado o fresado. Son conocidos dispositivos accionados por gas comprimido guiados a mano, así como la fijación de este tipo de dispositivos a un equipo de sujeción movible mecánicamente, como un brazo robótico. Los dispositivos accionados por gas comprimido guiados a mano en equipos de sujeción movibles mecánicamente pueden estar dispuestos en zonas de trabajo que no se puedan ver o que no sean accesibles durante el funcionamiento por razones constructivas o por razones de seguridad laboral. Los dispositivos accionados por gas comprimido mencionados al principio se han acreditado en la práctica por su capacidad de desviación para adaptarse a las geometrías de componentes, en particular debido a tolerancias de los componentes que se producen, pudiendo compensarse imprecisiones de componentes durante el mecanizado por la capacidad de desviación de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento.
Sin embargo, sería deseable poder detectar también componentes defectuosos, el desgaste de una herramienta de mecanizado y/o un manejo defectuoso de un dispositivo accionado por gas comprimido.
El documento DE202007016740U1 y DE202006020273U1 que constituyen la base del preámbulo de la reivindicación 1, describen dispositivos accionados por aire comprimido para el desbarbado de piezas de trabajo. Una herramienta neumática con un husillo puede hacerse pivotar con respecto a una carcasa, alrededor de un eje pendular, pudiendo determinarse a través de un sensor el ángulo entre la herramienta y la carcasa.
Por lo tanto, la presente invención tiene el objetivo de proporcionar un dispositivo genérico accionado por gas comprimido y un sistema de mecanizado a gas comprimido con los que se pueda garantizar una mayor seguridad de proceso.
Según la invención, este objetivo se consigue en un dispositivo accionado por gas comprimido del tipo mencionado anteriormente con las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1.
En el dispositivo accionado por gas comprimido según la invención, puede determinarse por medio del equipo de sensor si y, preferiblemente, en qué medida la unidad de herramienta está desviada en relación con la posición inicial con respecto a la unidad de alojamiento. Esto ofrece la posibilidad de obtener de una manera fácil de manejar y fiable información más detallada sobre el estado de funcionamiento, en particular sobre el estado de desviación, del dispositivo accionado por gas comprimido. La determinación del estado de desviación de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento resulta ventajosa en particular si el dispositivo accionado por gas comprimido es guiado a lo largo de un contorno de componente por un usuario, el denominado "integrador", por ejemplo durante el aprendizaje, la denominada "enseñanza", y/o si el dispositivo accionado por gas comprimido es guiado durante el uso previsto por medio un equipo de sujeción movible mecánicamente como, por ejemplo, un brazo robótico. Al prever el equipo de sensor, por ejemplo, a base del estado de desviación detectado se puede concluir una correspondiente calidad de componente, un grado de desgaste de una herramienta de mecanizado y/o una operación defectuosa. Por ejemplo, una mala calidad de componente, una herramienta de mecanizado desgastada (por ejemplo, marcas de vibración en una superficie de la pieza causadas por la herramienta de mecanizado desgastada) y/o un funcionamiento incorrecto, en particular debido a la aplicación de una fuerza excesiva, pueden provocar estados de desviación inadmisibles de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento.
Como gas comprimido para el dispositivo puede usarse en particular aire comprimido. El dispositivo accionado por gas comprimido es o forma por tanto en particular un husillo de aire comprimido.
Preferiblemente, la unidad de alojamiento forma al menos una parte de una carcasa del dispositivo.
Al rotor de la unidad de herramienta está fijada o puede fijarse en particular una herramienta de mecanizado para accionar la misma, por ejemplo una herramienta de fresado, una herramienta de desbarbado o una herramienta de rectificado, en particular, en una sección de conexión del rotor.
Preferiblemente, el rotor y el estator forman juntos un motor de gas comprimido de una manera conocida de por sí, que comprende, por ejemplo, elementos de accionamiento configurados como paletas. En lugar de configurar el motor de gas comprimido como motor de paletas, también es concebible configurarlo como motor de turbina. Preferiblemente, por medio del equipo de sensor pueden proporcionarse datos de estado de desviación sobre un estado de desviación de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento.
Por medio del equipo de sensor, pueden proporcionarse datos de posición de desviación sobre una posición de desviación y datos de dirección de desviación sobre una dirección de desviación de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento. La posición de desviación comprende, en particular, un valor y/o una medida de la desviación de la unidad de herramienta en relación con la unidad de alojamiento con respecto a la posición inicial.
En una realización según la invención del dispositivo accionado por gas comprimido está previsto que por medio del equipo de sensor por medio puede determinarse un número de revoluciones del rotor en relación con el estator.
El dispositivo accionado por gas comprimido comprende un equipo de memoria para almacenar un estado de desviación detectado por el equipo de sensor y/o un número de revoluciones detectado por el equipo de sensor.
En una realización ventajosa del dispositivo accionado por gas comprimido está previsto que el dispositivo comprende uno o varios pistones guiados de forma movible a lo largo de una dirección de guiado en la unidad de alojamiento y pueden presurizarse con gas comprimido.
En particular, el o los pistones están fijados a la unidad de herramienta.
Preferiblemente, el dispositivo accionado por gas comprimido comprende tres o más de tres pistones, preferiblemente al menos cinco, que están guiados en la unidad de alojamiento del dispositivo de forma movible a lo largo de la dirección de guiado y que pueden presurizarse con gas comprimido y que están dispuestos preferiblemente de forma circular perpendicularmente a la dirección de guiado. Preferiblemente, de este modo se puede lograr una distribución particularmente uniforme de las fuerzas que se producen. En particular, puede evitarse un ladeo de la unidad de herramienta.
Puede ser ventajoso si el eje de giro de la unidad de herramienta está dispuesto en paralelo a la dirección de guiado del o de los pistones en la posición inicial de la unidad de herramienta.
Es ventajoso si por medio del equipo de sensor se puede determinar una posición de desviación y/o una dirección de desviación de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento.
Resulta ventajoso si el equipo de sensor comprende uno o varios elementos sensores y uno o varios elementos de acción, estando dispuestos uno o varios elementos de acción o uno o varios elementos sensores para determinar una posición de desviación y/o una dirección de desviación de la unidad de herramienta preferiblemente en un lado de la unidad de herramienta opuesto al rotor. Preferiblemente, los elementos de acción están configurados como elementos magnéticos, en particular como elementos de imán permanente.
Uno o varios elementos sensores están dispuestos en particular fuera de una zona presurizada del dispositivo.
Ventajosamente, el equipo de sensor para determinar una desviación axial de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento comprende uno o varios elementos sensores, adicionalmente a los elementos sensores dispuestos en el lado de la unidad de herramienta que está opuesto al rotor. Alternativa o adicionalmente, la desviación axial de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento puede determinarse por medio de los elementos sensores que están dispuestos en el lado de la unidad de herramienta que está opuesto al rotor, de modo que puede prescindirse de elementos sensores adicionales.
En una realización ventajosa del dispositivo accionado por gas comprimido, está previsto que uno o varios elementos de acción están dispuestos en el lado de la unidad de herramienta que está opuesto al rotor y que uno o varios elementos sensores están dispuestos en la unidad de alojamiento.
Alternativamente, es concebible que uno o varios elementos sensores estén dispuestos en el lado de la unidad de herramienta que está opuesto al rotor y que uno o varios elementos de acción estén dispuestos en la unidad de alojamiento.
Con el fin de lograr un montaje sencillo del dispositivo accionado por gas comprimido, resulta ventajoso si los elementos sensores y/o los elementos de acción están dispuestos respectivamente en una pieza de soporte común.
Preferiblemente, los elementos de acción están dispuestos en un lado de la unidad de herramienta que está opuesto al rotor en una sección de brida que forma la pieza de soporte común. La sección de brida se extiende partiendo preferiblemente radialmente, en particular verticalmente, del estator y, en particular, se fija a este.
En una realización ventajosa del dispositivo accionado por gas comprimido está previsto que los elementos sensores del equipo de sensor están dispuestos en una pletina o una placa de circuito impreso (PCB).
La pletina o placa de circuito impreso (PCB) forma preferiblemente una pieza de soporte para al menos un elemento sensor. Si están previstos varios elementos sensores, la pletina o placa de circuito impreso (PCB) en particular forma una pieza de soporte común para los elementos sensores. La pletina o placa de circuito impreso (PCB) forma en particular una pletina de soporte. Preferiblemente, la pletina está dispuesta en la unidad de alojamiento, en particular sobre o en una pieza de recubrimiento de la misma.
Además, es ventajoso si el equipo de sensor comprende uno o varios elementos sensores para determinar una posición de uno o varios pistones, en particular para determinar una posición de desviación y/o una dirección de desviación de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento.
La determinación de la posición de uno o varios pistones comprende, en particular, la determinación de una posición del o de los pistones a lo largo de la dirección de guiado. Preferiblemente, mediante la determinación de la posición del o de los pistones, que en particular están fijados a la unidad de herramienta, se puede concluir una posición de desviación y/o una dirección de desviación de la unidad de herramienta. Preferiblemente, el equipo de sensor comprende uno o varios elementos sensores y uno o varios elementos de acción, en los que los elementos de acción están dispuestos en particular en un lado frontal de los pistones, que está opuesto al rotor. Uno o varios elementos sensores están dispuestos en particular en una zona dispuesta a presión del dispositivo, en particular en la unidad de alojamiento. Preferiblemente, una o varias unidades de sensor que comprenden respectivamente elementos sensores, pueden enroscarse en la unidad de alojamiento.
Preferiblemente, el rotor comprende un árbol que define el eje de giro y que está montado de forma giratoria en el estator a través de elementos de cojinete, pudiendo determinarse por medio del equipo de sensor un número de revoluciones del eje en relación con el estator y/o en relación con la unidad de alojamiento.
Preferiblemente, los datos de número de revoluciones pueden proporcionarse por medio del equipo de sensor.
Puede ser ventajoso si por medio del equipo de sensor puede hacerse posible una supervisión del número de revoluciones en cuanto a un control del proceso. Por ejemplo, cuando el número de revoluciones del rotor disminuye en relación con el del estator, puede concluirse que una herramienta de mecanizado dispuesta en el dispositivo accionado por gas comprimido está desgastada, debido, por ejemplo, al aumento de las fuerzas de presión causadas por la herramienta de mecanizado desgastada. En caso de necesidad, pueden iniciarse contramedidas, por ejemplo también en caso de caída del número de revoluciones como consecuencia de una presión insuficiente del gas comprimido o a una lubricación insuficiente.
Preferiblemente, el usuario puede ser informado de la caída del número de revoluciones mediante un dispositivo de aviso.
El equipo de sensor comprende en particular un elemento de acción dispuesto en el árbol. El elemento de acción es preferiblemente un imán, en particular un imán permanente. Preferiblemente, el equipo de sensor comprende un elemento sensor para detectar el estado de giro del eje. Preferiblemente, el elemento sensor está dispuesto radialmente junto al elemento de acción en relación con el eje de giro. Alternativa o adicionalmente, el elemento sensor está dispuesto en la pieza de soporte común mencionada anteriormente, en particular en la pletina o placa de circuito impreso (PCB).
Resulta ventajoso además si un estado de desviación de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento puede determinarse discreta o continuamente por medio del equipo de sensor.
Preferiblemente, el equipo de sensor comprende el equipo de memoria. El equipo de sensor está dispuesto en particular junto con el equipo de memoria en la pletina o placa de circuito impreso (PCB), en particular en la pieza de soporte para el al menos un elemento sensor.
El equipo de memoria está configurado preferiblemente para almacenar datos de estado de desviación, en particular datos de posición de desviación y/o datos de dirección de desviación, y/o para almacenar datos de número de revoluciones. Los datos del estado de desviación y los datos de número de revoluciones son, en particular, datos de sensor.
Preferiblemente, el equipo de memoria está configurado para el almacenamiento continuo o discreto de los datos de estado de desviación y/o los datos de número de revoluciones. Preferiblemente, puede ser definido por el usuario un intervalo de tiempo para la determinación discreta y/o el almacenamiento.
Ventajosamente, el equipo de sensor y/o el equipo de memoria están configurados como circuitos integrados. En particular, los datos pueden leerse del equipo de memoria por medio de una interfaz de datos del dispositivo accionado por gas comprimido.
Preferiblemente, en el equipo de memoria se puede almacenar un sello de tiempo para los respectivos datos de sensor. Preferiblemente, puede ser protocolizado por tanto un curso de tiempo de los datos de sensor. Alternativa o adicionalmente, puede almacenarse en el equipo de memoria una duración de funcionamiento o un tiempo de marcha, en particular un tiempo de marcha total, del dispositivo accionado por gas comprimido.
Puede ser ventajoso si por medio del equipo de memoria pueden ser almacenados estados de desviación y/o números de revoluciones determinados por el equipo de sensor que rebasen por exceso y/ por defecto un valor umbral predefinido. De este modo, puede ser almacenado preferiblemente un número de revoluciones del rotor con respecto al estator rebasa por defecto un valor umbral predeterminado, por ejemplo, debido a una herramienta desgastada, a una presión demasiado baja del gas comprimido o a una lubricación insuficiente.
Los datos almacenados, que en particular comprenden datos de estado de desviación, datos de número de revoluciones y/o datos de tiempo de marcha, pueden ser leídos preferiblemente del equipo de memoria para su posterior evaluación o la eliminación de fallos. Ventajosamente, los datos almacenados pueden utilizarse para fines de servicio y/o para un control de calidad.
El valor umbral puede ser predefinido preferiblemente por un usuario.
Alternativa o complementariamente, es concebible un almacenamiento continuo de estados de desviación y/o números de revoluciones por medio del equipo de memoria. El equipo de memoria comprende, en particular, una memoria cíclica digital.
En una realización del dispositivo accionado por gas comprimido está previsto que el dispositivo comprende una interfaz de datos para la transmisión de datos de estado de desviación de un estado de desviación, determinado por la unidad sensor, de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento a un equipo de aviso.
Preferiblemente, el dispositivo accionado por gas comprimido comprende un equipo de aviso, en particular un equipo de aviso óptico, por ejemplo en forma de uno o varios diodos emisores de luz (LED). Este equipo de aviso está dispuesto preferiblemente dentro de la unidad de alojamiento y/o en una pieza de recubrimiento dispuesta en la unidad de alojamiento.
La interfaz de datos está configurada en particular para la transmisión de datos de posición de desviación y/o datos de dirección de desviación. Preferiblemente, la interfaz de datos también está configurada para transmitir datos de número de revoluciones. La interfaz de datos está configurada preferiblemente para la transmisión de datos por cable y/o inalámbrica y está dispuesta preferiblemente en la pletina o placa de circuito impreso (PCB), en particular en la placa de soporte.
El equipo de aviso está preferiblemente configurado para informar a un usuario visual y/o acústicamente sobre un estado de desviación, en particular para informar a un usuario visual y/o acústicamente en caso del rebase por exceso y/o por defecto de un valor umbral predefinido. En particular, el equipo de aviso comprende un equipo de visualización, por ejemplo una pantalla de un ordenador personal (PC), un smartphone o un tablet. Por ejemplo, equipo de aviso comprende uno o varios diodos emisores de luz (LED).
Preferiblemente, la unidad de herramienta puede ser desviada desde la posición inicial hacia una o varias posiciones de desviación contra la fuerza de un equipo de recuperación.
Preferiblemente, el equipo de recuperación comprende uno o varios pistones que pueden presurizarse con gas comprimido. En particular, la unidad de herramienta puede ser desviada desde la posición inicial a una o varias posiciones de desviación contra la fuerza de uno o varios pistones presurizados con gas comprimido.
Alternativa o adicionalmente a los pistones que pueden ser presurizados con gas comprimido, el equipo de recuperación comprende en particular uno o varios elementos de resorte, por ejemplo resortes helicoidales o resortes de disco.
Preferiblemente, la unidad de herramienta puede ser movida a la posición inicial presurizando uno o varios pistones presurizados con gas comprimido.
Ventajosamente, en la posición inicial, la unidad de herramienta está dispuesta paralelamente, en particular coaxialmente, a un eje longitudinal de la unidad de alojamiento.
Es concebible que, en una o varias posiciones de desviación, la unidad de herramienta esté inclinada con respecto a un eje longitudinal de la unidad de alojamiento y/o desplazada axialmente con respecto a la unidad de alojamiento en la dirección del eje longitudinal de la unidad de alojamiento.
Ventajosamente, la unidad de herramienta es inclinable con respecto al eje longitudinal de la unidad de alojamiento en un ángulo de al menos unos 2°. Típicamente, la unidad de herramienta puede inclinarse en un ángulo de 3° a 5° con respecto al eje longitudinal de la unidad de alojamiento. También puede ser ventajoso si la unidad de herramienta es desplazable axialmente al menos 0,5 mm con respecto a la unidad de alojamiento.
A este respecto, resulta ventajoso si, para inclinar la unidad de herramienta con respecto al eje longitudinal de la unidad de alojamiento, la unidad de herramienta puede moverse en al menos un plano, preferiblemente en al menos dos planos dispuestos en particular perpendicularmente entre sí, en particular en forma de camisa cónica.
Preferiblemente, un eje de giro de la unidad de herramienta es movible sobre una camisa cónica.
Ventajosamente, el equipo de sensor está configurado como un equipo de sensor inductivo, capacitivo, óptico y/o magnético.
Preferiblemente, el equipo de sensor comprende uno o varios elementos sensores de campo magnético, preferiblemente elementos sensores Hall, en particular elementos sensores Hall 3D.
Preferiblemente, por medio de un elemento sensor Hall 3D puede determinarse una dirección de desviación y/o una posición de desviación de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento. En particular, por medio del elemento sensor Hall 3D puede determinarse adicionalmente un número de revoluciones del rotor con respecto al estator.
El objetivo mencionado al principio se consigue además mediante un sistema de mecanizado a gas comprimido según la invención, que comprende un dispositivo accionado por gas comprimido del tipo arriba mencionado y un equipo de sujeción configurado de forma movible y/o controlable, en el que está sujeto el dispositivo preferiblemente a través de la unidad de alojamiento. El equipo de sujeción puede moverse por ejemplo mecánicamente, por ejemplo en forma de un brazo robótico.
Una forma de realización ventajosa del sistema de mecanizado a gas comprimido puede comprender un equipo de control por medio del cual el equipo de sujeción puede ser controlado automáticamente y/o por medio del cual el equipo de sujeción puede ser controlado por un usuario. Convenientemente, el dispositivo accionado por gas comprimido puede posicionarse por lo tanto automáticamente en una pieza de trabajo por medio del equipo de sujeción, por ejemplo en función de un registro de datos que describe una geometría y/o posición de la pieza de trabajo. En particular, el sistema de mecanizado a gas comprimido comprende una unidad de mando, por medio de la cual el equipo de sujeción puede ser controlado durante el aprendizaje o la "enseñanza" por un usuario o "integrador".
Ventajosamente, el equipo de sujeción puede ser controlado en función del estado de desviación determinado por el equipo de sensor del dispositivo accionado por gas comprimido, en particular para controlar y/o regular una posición del dispositivo accionado por gas comprimido durante el mecanizado de una pieza de trabajo. Preferiblemente, el equipo de control del sistema de mecanizado a gas comprimido está configurado para comunicarse con una interfaz de datos del dispositivo accionado por gas comprimido. En particular, los datos de estado de desviación y/o los datos de número de revoluciones pueden transmitirse desde el dispositivo accionado por gas comprimido al equipo de control del sistema de mecanizado a gas comprimido.
Una forma de realización ventajosa del sistema de mecanizado a gas comprimido puede comprender un equipo de aviso visual y/o acústico, por medio del cual el rebase por exceso y/o por defecto de un valor umbral predefinido para el estado de desviación y/o para un número de revoluciones del rotor en relación con el estator puede indicarse a un usuario.
El equipo de aviso comprende preferiblemente un equipo de visualización. El equipo de visualización comprende, por ejemplo, la pantalla de un ordenador personal (PC), de un smartphone o de un tablet. Alternativa o adicionalmente, el equipo de aviso comprende uno o varios diodos emisores de luz (LED).
Preferiblemente, por medio de uno o varios diodos emisores de luz (LED), los diferentes estados de desviación pueden indicarse con diferentes colores, por ejemplo verde (dentro de un intervalo teórico), amarillo (en el margen del intervalo teórico) y rojo (fuera del intervalo teórico).
Preferiblemente, por medio de los estados de desviación determinados por el equipo de sensor del dispositivo accionado por gas comprimido, es posible controlar y/o regular la presurización de los pistones con gas comprimido, de modo que pueda controlarse y/o regularse una fuerza de recuperación de los pistones en función de un estado de desviación determinado de la unidad de herramienta con respecto a la unidad de alojamiento.
Además, resulta ventajoso si el sistema de mecanizado a gas comprimido comprende un equipo de suministro de gas comprimido que está acoplado al equipo de sensor del dispositivo y por medio del cual puede ajustarse la cantidad y/o la presión de gas comprimido en función de un estado de giro determinado por medio del equipo de sensor. Preferiblemente, es posible controlar y/o regular la cantidad (el caudal volumétrico) y/o la presión del gas comprimido. En función del estado de giro detectado y, preferiblemente, del número de revoluciones, puede ajustarse de forma óptima el punto de funcionamiento del dispositivo accionado por gas comprimido.
La siguiente descripción de formas de realización preferibles, en relación con el dibujo, sirve para explicar la invención con más detalle. Muestran:
La figura 1: una vista en sección longitudinal de una forma de realización preferible de un dispositivo accionado por gas comprimido según la invención en una posición inicial;
la figura 2: una vista en sección longitudinal del dispositivo de la figura 1 en una posición desviada;
la figura 3: una representación ampliada del detalle III de la figura 2;
la figura 4: una vista en sección longitudinal de otra forma de realización preferible de un dispositivo accionado por gas comprimido según la invención en una posición inicial;
la figura 5: una vista en sección longitudinal de otra forma de realización preferible de un dispositivo accionado por gas comprimido según la invención en una posición inicial; y
la figura 6: una forma de realización preferible de un sistema de mecanizado a gas comprimido según la invención, que comprende un dispositivo accionado por gas comprimido según la invención.
Las figuras 1 a 3 muestran una vista en sección longitudinal de una forma de realización preferible de un dispositivo accionado por gas comprimido según la invención, designado por el signo de referencia 10. El dispositivo 10 puede utilizarse para mecanizar un objeto en la producción industrial. Con este fin, al dispositivo 10 puede poder fijarse o estar fijada una herramienta de mecanizado no mostrada en las figuras 1 a 3 que puede ser accionada rotacionalmente por el dispositivo 10 y sirve para mecanizar el objeto. A tal uso del dispositivo 1o se hace referencia a continuación con referencia a la figura 6 y una forma de realización ventajosa de un sistema de mecanizado a gas comprimido según la invención.
El dispositivo 10 accionado por gas comprimido comprende una unidad de herramienta 12 y una unidad de alojamiento 14 para alojar la unidad de herramienta 12.
La unidad de herramienta 12 comprende un estator 16 y un rotor 20 que puede girar en relación con el estator 16 alrededor de un eje de giro 18 bajo presurización con gas comprimido. El rotor 20 de la unidad de herramienta 12 comprende, en particular, una sección de conexión 22 a la que se puede fijar una herramienta de mecanizado, por ejemplo mediante unión geométrica y/o forzada, por ejemplo mediante atornillado, apriete o enclavamiento.
El rotor 20 y el estator 16 juntos forman un motor de gas comprimido 24. El rotor 20 comprende un árbol 26 que define el eje de giro 18 que está montado de forma giratoria en el estator 16 de una manera conocida por medio de elementos de cojinete 28.
El estator 16 delimita un espacio de accionamiento 30 entre los elementos de cojinete 28 situados a una distancia axialmente. El rotor 20 comprende elementos de accionamiento 32 que están posicionados en el espacio de accionamiento 30 y acoplados al árbol 26 y que en el presente caso están configurados como álabes 34. De una manera conocida, las paletas 34 pueden ser presurizadas con gas comprimido en el espacio de accionamiento 30, de modo que una fuerza que actúa en la dirección de rotación del eje de giro 18 actúa sobre los elementos de accionamiento 32, que se transmite al árbol 26 para hacer rotar el rotor 20.
La unidad de herramienta 12 puede desviarse con respecto a la unidad de alojamiento 14 desde una posición inicial mostrada por medio de la unidad de alojamiento 14 en la figura 1 a una o varias posiciones de desviación (véanse las figuras 2 y 3).
El dispositivo 10 accionado por gas comprimido comprende preferiblemente un dispositivo de retorno 33, por medio del cual la unidad de herramienta 12 es movible desde una o varias posiciones de desviación de vuelta a la posición inicial.
En particular, la unidad de herramienta 12 puede desviarse desde la posición inicial hacia una o varias posiciones de desviación contra una fuerza del equipo de recuperación 33.
Para ello, el dispositivo 10 accionado por gas comprimido, en particular el equipo de recuperación 33, comprende varios pistones 36 que están guiados de forma movible en la unidad de alojamiento 14 y que pueden ser sometidos a gas comprimido. En particular, los pistones 36 están guiados respectivamente de forma movible en un casquillo guía 38 fijado en la unidad de alojamiento 14. Los pistones 36 están fijados, por ejemplo, por un extremo a la unidad de herramienta 12, en particular al estator 16. El dispositivo 10 comprende preferiblemente tres o más de tres, preferiblemente al menos cinco pistones 36 que están guiados de forma movible a lo largo de una dirección de guiado (véase la flecha doble 40) en la unidad de alojamiento 14 y que se pueden presurizar con gas comprimido. Los pistones 36 están dispuestos preferiblemente de forma circular perpendicularmente a la dirección de guiado 40, con lo que se puede evitar preferiblemente una distribución especialmente uniforme de las fuerzas que se producen, así como un atasco de los pistones 36.
En la posición inicial de la unidad de herramienta 12 mostrada en la figura 1, el eje de giro 18 de la unidad de herramienta 12 está dispuesto en paralelo a la dirección de guiado 40 de los pistones 36. En la posición inicial de la unidad de herramienta 12, el eje de giro 18 está dispuesto en particular coaxialmente con respecto a un eje longitudinal 42 de la unidad de alojamiento 14. La unidad de herramienta 12 es inclinable con respecto al eje longitudinal 42 de la unidad de alojamiento 14 y/o desplazable axialmente con respecto a la unidad de alojamiento 14 en la dirección del eje longitudinal 42 de la unidad de alojamiento 14. Preferiblemente, por lo tanto, el dispositivo 10 accionado por gas comprimido comprende dos fuelles 44 hechos de un material flexible para la estanqueización entre la unidad de herramienta 12 y la unidad de alojamiento 14. La unidad de herramienta 12 es preferiblemente inclinable con respecto al eje longitudinal 42 de la unidad de alojamiento 14 en un ángulo 46 de al menos 2° (véanse las figuras 2 y 3). Típicamente, la unidad de herramienta 12 es inclinable con respecto al eje longitudinal 42 de la unidad de alojamiento 14 en un ángulo de 3° a 5°. Además, la unidad de herramienta 12 es desplazable axialmente en la dirección del eje longitudinal 42 de la unidad de alojamiento 14 en al menos 0,5 mm.
La unidad de herramienta 12 puede desviarse desde la posición inicial mostrada en la figura 1 a una o varias posiciones de desviación contra la fuerza de los pistones 36 presurizados con gas comprimido (véanse las figuras 2 y 3). Presurizando los pistones 36 con gas comprimido, la unidad de herramienta 12 puede desplazarse a su vez a la posición inicial mostrada en la figura 1.
En la forma de realización del dispositivo 10 accionado por gas comprimido, mostrada en las figuras 1 a 3, los pistones 36 están guiados paralelamente al eje longitudinal 42 de la unidad de alojamiento 14, en particular axialmente.
Para determinar un estado de desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14, es decir, para determinar una posición de desviación y/o una dirección de desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14, y/o para determinar un número de revoluciones del rotor 20 con respecto al estator 16 y/o con respecto a la unidad de alojamiento 14, el dispositivo 10 accionado por gas comprimido comprende un equipo de sensor 48. El equipo de sensor 48 está configurado, por ejemplo, como equipo de sensor magnético, inductivo, capacitivo y/u óptico.
El equipo de sensor 48 de la forma de realización del dispositivo 10 accionado por gas comprimido, representada en las figuras 1 a 3 comprende en particular uno o varios elementos sensores 50, que están configurados en particular como elementos sensores Hall 3D 52.
También es concebible que los pistones 36 del equipo de recuperación 33 estén guiados perpendicularmente al eje longitudinal 42 (en dirección radial) de la unidad de alojamiento 14. Los pistones 36 guiados de esta manera pueden, por ejemplo, estar dispuestos como una unidad en un lado delantero de la unidad de herramienta 12, en particular en el rotor 20 y, por ejemplo, de forma contigua a la sección de conexión 22. De esta manera, el dispositivo puede construirse con una extensión axial relativamente pequeña.
Sin embargo, es deseable disponer los pistones 36 a una distancia comparativamente grande de la sección de conexión 22 del rotor 20 y disponer el equipo de sensor 48 para determinar el estado de desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14 preferiblemente también en un lado opuesto a la sección de conexión 22. En este caso, los efectos de palanca que se producen pueden aumentar preferiblemente la precisión al determinar el estado de desviación por medio del equipo de sensor 48.
Por lo tanto, ha resultado ventajoso realizar el estator 16 de forma comparativamente larga.
En una realización práctica del dispositivo 10 accionado por gas comprimido, puede determinarse por medio del equipo de sensor 48 una desviación de la unidad de herramienta 12 en el intervalo de aproximadamente 0,1 mm a aproximadamente 0,2 mm en la sección de conexión 22. Esto resulta por una alta resolución detectable del ángulo de inclinación en la zona del equipo de sensor 48 en el dispositivo operado por gas comprimido 10 de aproximadamente 0,04°.
Por medio del equipo de sensor 48, es además preferiblemente posible determinar un número de revoluciones del rotor 20 con respecto al estator 16, en particular un número de revoluciones del árbol 26 con respecto al estator 16 y/o a la unidad de alojamiento 14. Para ello, el equipo de sensor 48 comprende en particular un elemento de acción 54 dispuesto en el árbol 26, que está concebido en particular como imán permanente 56. El elemento de acción 54 está dispuesto en un extremo del árbol 26 que está opuesto a la sección de conexión 22. El imán permanente 56 dispuesto en el árbol 26 está en particular diametralmente magnetizado, de modo que por medio del equipo de sensor 48 puede determinarse un número de revoluciones del rotor 20 con respecto al estator 16.
El equipo de sensor 48 comprende además elementos de acción 54 en forma de imanes permanentes 56, que están dispuestos en una sección de brida 58 que está fijada al estator 16 y que se extienden partiendo de este preferiblemente radialmente, en particular perpendicularmente, con respecto al eje de giro 18. La sección de brida 58 forma una pieza de soporte 60 común para los elementos de acción 54. Los imanes permanentes 56 fijados al estator 16 están preferiblemente magnetizados axialmente.
Los elementos sensores 50 del equipo de sensor 48 están dispuestos en una pletina 62 o en una placa de circuito impreso (PCB), que está formada como una pletina portadora 64 para los elementos sensores 50 y, por tanto, forma una pieza de soporte común para los elementos sensores 50. En particular, la pletina 62 está dispuesta en particular en un lado del dispositivo 10 accionado por gas comprimido, que está opuesto a la sección de alojamiento 22.
En la forma de realización del dispositivo 10 accionado por gas comprimido, representada en las figuras 1 a 3, los elementos sensores 50 están dispuestos fuera de una zona presurizada del dispositivo 10.
La pletina 62 o la pieza de soporte común está fijada en particular a una pieza de recubrimiento 68 de la unidad de alojamiento 14. La pieza de recubrimiento 68 puede, por ejemplo, unirse a una pieza de base 70 de la unidad de alojamiento 14, por ejemplo enroscando la pieza de recubrimiento 68 sobre la pieza de base 70. La pieza de recubrimiento 68 está hecha preferiblemente de un material no magnético, por ejemplo un material de materia sintética. En una forma de realización ventajosa de la invención están presentes, por ejemplo, cuatro elementos sensores 50 y cuatro elementos de acción 54 están dispuestos en la pieza de soporte 60. Estos están distribuidos preferiblemente a distancias angulares iguales entre sí alrededor del eje de giro 18, aunque el número sea distinto de cuatro.
Por medio del equipo de sensor 48, por los elementos sensores 50 dispuestos en la pletina 62 y los elementos de acción 54 dispuestos en la sección de brida 58 pueden ser determinadas una posición de desviación y/o una dirección de desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14. En particular, por medio del equipo de sensor 48 puede proporcionarse datos de posición de desviación sobre una posición de desviación y/o datos de dirección de desviación sobre una dirección de desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14.
Un estado de desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14 puede determinarse discreta o continuamente por medio del equipo de sensor 48.
Por medio del equipo de sensor 48, en particular por medio del elemento de acción 54 dispuesto en el árbol 26 y los elementos sensores 50 dispuestos en la pletina 62, es posible además determinar un número de revoluciones del rotor 20 con respecto al estator 16. En particular, el equipo de sensor 48 puede proporcionar datos sobre el número de revoluciones.
El dispositivo 10 comprende preferiblemente un equipo de memoria 72 para almacenar un estado de desviación detectado por el equipo de sensor 48 y/o un número de revoluciones detectado por el equipo de sensor 48. Preferiblemente, el equipo de sensor 48 comprende el equipo de memoria 72. En particular, el equipo de memoria 72 está dispuesto junto con el equipo de sensor 48 en la pletina 62 o la placa de circuito impreso (PCB). El equipo de sensor 48 está configurado en particular como un circuito integrado.
El equipo de memoria 72 está realizado para almacenar datos de estado de desviación, en particular datos de posición de desviación y/o datos de dirección de desviación, y/o para almacenar datos de número de revoluciones.
Preferiblemente, el equipo de memoria 72 está configurado para almacenar discreta o continuamente los datos de estado de desviación y/o los datos de número de revoluciones. Preferiblemente, un intervalo de tiempo para la detección y/o el almacenamiento discretos puede ser predefinido por un usuario.
En el equipo de memoria 72 pueden almacenarse en particular los estados de desviación y/o números de revoluciones determinados por el equipo de sensor 48 que rebasen por exceso y/o por defecto un valor umbral predeterminado. Preferiblemente, el valor umbral también puede ser predefinido por un usuario. Para ello, el equipo de memoria 72 comprende, en particular, una memoria cíclica digital. Preferiblemente. De esta manera, preferiblemente pueden ser protocolizados fallos de manejo del dispositivo 10 accionado por gas comprimido, con lo que el uso del dispositivo 10 accionado por gas comprimido puede supervisarse a efectos de garantía.
Para ello, preferiblemente, en el equipo de memoria 72 puede ser almacenado un sello de tiempo para los respectivos datos de sensor, de modo que puede ser protocolizado un curso temporal de los datos de sensor. Alternativa o adicionalmente, en el equipo de memoria 72 puede ser almacenado un tiempo de marcha, en particular un tiempo de marcha total, del dispositivo accionado por gas comprimido, de modo que pueda ser supervisado el tiempo de marcha, en particular para un caso de servicio técnico.
Para la transmisión de datos de estado de desviación y/o datos de número de revoluciones, el dispositivo 10 comprende una interfaz de datos 74. Por medio de la interfaz de datos 74, los datos de estado de desviación sobre un estado de desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14 determinado por el equipo de sensor 48 pueden ser transmitidos, por ejemplo, a un equipo de aviso 75.
El equipo de aviso 75 puede estar dispuesto preferiblemente en la unidad de alojamiento 14, por ejemplo en la pieza de recubrimiento 68. El equipo de aviso puede incluir uno o varios diodos emisores de luz (<l>E<d>). El equipo de aviso 75 está dispuesto preferiblemente en la pletina 62 y/o en la placa de circuito impreso (PCB).
Para hacer visibles directamente las señales ópticas del equipo de aviso 75 para el usuario, el dispositivo 10 accionado por gas comprimido comprende preferiblemente un elemento de carcasa 77 translúcido, por ejemplo en forma de un elemento de plexiglás 79, en particular con forma de placa. El elemento de alojamiento 77 translúcido está dispuesto preferiblemente entre la unidad de alojamiento 14 y el elemento de recubrimiento 68 y puede extenderse a lo largo de la periferia exterior completa de la unidad de alojamiento 14.
Por medio del al menos un diodo emisor de luz (LED) pueden visualizarse en el propio dispositivo 10 diversos estados de desviación de la unidad de herramienta 12 de forma directamente reconocible para el usuario. Para ello se utilizan preferiblemente colores, por ejemplo verde (dentro de un intervalo teórico), amarillo (en el margen del intervalo teórico) y rojo (fuera del intervalo teórico).
Alternativa o adicionalmente, el equipo de aviso 75 puede emitir avisos acústicos al usuario, sonando por ejemplo un tono de aviso cuando se excede un valor teórico para la desviación.
Además, por ejemplo, los datos de número de revoluciones sobre un número de revoluciones determinado por el equipo de sensor 48 pueden ser transmitidos al equipo de aviso a través de la interfaz de datos 74. La interfaz de datos 74 está configurada para la transmisión de datos por cable y/o inalámbrica y está dispuesta en particular en la pletina 62 o en la placa de circuito impreso (PCB).
El estator 16 de la unidad de herramienta 12 forma en el presente caso una entrada de aire para el motor de gas comprimido 24. El gas comprimido, en particular el aire comprimido, puede suministrarse a la entrada de aire a través de una abertura de entrada 76 desde un equipo de suministro de gas comprimido no mostrado en las figuras 1 a 3. Mediante el gas comprimido suministrado al estator 16 a través de la abertura de entrada 76, el rotor 20 puede ponerse en rotación, en particular en la dirección de la flecha 78, a través de los elementos de accionamiento 32 dispuestos en el árbol 26.
Para presurizar los pistones 36 guiados en la unidad de alojamiento 14, el dispositivo 10 comprende además una conexión de gas comprimido 80, por medio de la cual los pistones 36 pueden presurizarse con gas comprimido, en particular aire comprimido, procedente del equipo de suministro de gas comprimido no representado en las figuras 1 a 3.
La figura 4 muestra una vista en sección longitudinal de otra forma de realización ventajosa de un dispositivo accionado por gas comprimido según la invención, designado por el signo de referencia 100. Para características y componentes idénticos o de acción similar de los dispositivos 10 y 100 se utilizan signos de referencia idénticos. Las ventajas que se consiguen con el dispositivo 10 también pueden lograrse con el dispositivo 100, de modo que a este respecto se puede remitir a las explicaciones que anteceden.
La diferencia entre los dispositivos 10 y 100 consiste sustancialmente en que el equipo de sensor 48 del dispositivo 100 comprende uno o varios elementos sensores 50 para detectar una posición de los pistones 36 a lo largo de la dirección de guiado 40. Mediante la determinación de la posición de los pistones 36, que están fijados a la unidad de herramienta 12, preferiblemente puede concluirse una posición de desviación y/o dirección de desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14.
Para ello, el equipo de sensor 48 comprende elementos de acción 54 realizados en forma de imanes permanentes 56. Los elementos de acción 54 están dispuestos, en particular, en un lado frontal de los pistones 36, opuesto a la unidad de herramienta 12.
El dispositivo 10 accionado por gas comprimido comprende una unidad de sensor 82 que puede disponerse, en particular enroscarse, en la unidad de alojamiento 14. La unidad de sensor 82 comprende preferiblemente uno o varios elementos de sensor 50, por medio de los cuales se puede determinar una desviación de los pistones 36. La unidad de sensor 82 comprende preferiblemente un equipo de memoria 72 y una interfaz de datos 74.
Para determinar un número de revoluciones del rotor 20 con respecto al estator 16, el equipo de sensor 48 del dispositivo 100 comprende un elemento sensor 50 adicional. El elemento sensor 50 está dispuesto, en particular, radialmente con respecto al eje de giro 18 junto al elemento de acción 54 que está configurado como un imán permanente 56 y dispuesto en el extremo del árbol 26 que está opuesto a la sección de conexión 22.
Los elementos sensores 50 del equipo de sensor 48 están dispuestos en el dispositivo 100 accionado por gas comprimido, en particular en una zona presurizada del dispositivo 100.
La figura 5 muestra una vista en sección longitudinal de otra forma de realización ventajosa de un dispositivo accionado por gas comprimido según la invención, designado por el signo de referencia 1000. Para características y componentes idénticos o de acción similar de los dispositivos 10, 100 y 1000 se utilizan signos de referencia idénticos. Las ventajas que se pueden conseguir con los dispositivos 10, 100 también pueden lograrse en el dispositivo 1000, de modo que a este respecto se puede remitir a las explicaciones que anteceden.
La diferencia entre los dispositivos 10 y 1000 consiste sustancialmente en que el equipo de sensor 48 del dispositivo 1000 para determinar un estado de desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14 comprende elementos de acción 54 que están fijados al estator 16 en un lado opuesto al rotor 20 y están formados, por ejemplo, como superficies 85 dispuestas oblicuamente con respecto al eje de giro 18.
Para ello, el equipo de sensor 48 comprende, en particular, un anillo 87 que está dispuesto en el estator 16 en un lado opuesto a la sección de alojamiento 22. Las superficies 85 están dispuestas en una circunferencia del anillo 87. Preferiblemente, el anillo 87 comprende cuatro superficies 85 distribuidas uniformemente a lo largo de la circunferencia.
El equipo de sensor 48 del dispositivo 1000 comprende uno o varios elementos sensores 50 que están configurados como elementos sensores inductivos. En particular, los elementos sensores 50 están incorporados en la pieza de recubrimiento 68 de la unidad de alojamiento 14. Preferiblemente, la pieza de recubrimiento 68 comprende o forma una unidad de sensor 89. Ventajosamente, con respectivamente un elemento sensor 50 se puede determinar respectivamente una distancia a una superficie 85, de modo que, a través de la distancia determinada, se puede concluir un estado de desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento. En particular, el equipo de sensor 48 comprende el mismo número de superficies 85.
Un número de revoluciones del rotor 20 con respecto al estator 16 puede determinarse en el dispositivo 1000 con el equipo de sensor 48 correspondiente al dispositivo 100. Para ello, el equipo de sensor comprende en particular un elemento de acción 54 dispuesto en el árbol 26, que está configurado en particular como un imán permanente 56. El elemento de acción 54 está dispuesto en un extremo del árbol 26, opuesto a la sección de conexión 22.
En la forma de realización del dispositivo accionado por gas presurizado 1000, representada en la figura 5, los elementos sensores 50 asimismo están dispuestos fuera de una zona presurizada del dispositivo 10.
Un ejemplo de aplicación de los dispositivos 10, 100 o 1000 accionados por gas comprimido se muestra a continuación haciendo referencia a la figura 6, en la que está representada esquemáticamente una forma de realización ventajosa de un sistema de mecanizado a gas comprimido según la invención, designado por el signo de referencia 84.
El sistema de mecanizado a gas comprimido 84 comprende el dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido, a cuya sección de conexión 22 está unida una herramienta de mecanizado 86 al árbol 26. El dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido sirve para mecanizar un objeto 88, en particular una pieza de trabajo 90.
El sistema de mecanizado a gas comprimido 84 comprende además un equipo de sujeción 92 que es accionado y puede moverse mecánicamente. En el presente caso, el equipo de sujeción 92 está configurado como un brazo robótico 94. El sistema de mecanizado a gas comprimido 84 comprende además un equipo de control 96 que está acoplado al brazo robótico 94 a través de una línea de control 98 o de forma inalámbrica.
El sistema de mecanizado a gas comprimido 84 comprende además un equipo de suministro de gas comprimido 102 que está acoplado al equipo de control a través de una línea de control 104. Un conducto de suministro de gas comprimido 105 conecta el equipo de suministro de gas comprimido 102 al dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido.
El equipo de sujeción 92 puede ser controlado automáticamente por medio del equipo de control 96 y/o por un usuario 106, en particular por un llamado integrador. El sistema de mecanizado a gas comprimido 84 comprende una unidad de mando 108, por ejemplo en forma de joystick, para controlar el equipo de sujeción 92 por parte del usuario 106 a través del equipo de control 96, mediante la cual el equipo de sujeción 92 puede ser movido por el usuario 106 a lo largo de una zona del objeto 88 a mecanizar durante el aprendizaje, la llamada "enseñanza". Alternativamente, el equipo de sujeción 92 con el dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido dispuesto sobre él y la herramienta de mecanizado 86 pueden ser movidos manualmente por el usuario 106 para el aprendizaje o la "enseñanza".
El sistema de mecanizado a gas comprimido 84 comprende adicionalmente o alternativamente al equipo de aviso 75 un equipo de aviso visual y/o acústico 110. Por medio de este, puede indicarse un rebase por exceso y/o por defecto de un valor umbral predefinido para el estado de desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14 y/o por medio del cual puede indicarse un rebase por defecto de un valor umbral predefinido para un número de revoluciones del rotor 20 con respecto al estator 16 del dispositivo 10, 100 o 1000.
El equipo de aviso 110 comprende preferiblemente un equipo de visualización 112 con uno o varios diodos emisores de luz (LED), por ejemplo para emitir avisos en color como se ha descrito anteriormente. El equipo de visualización 112 está dispuesto, por ejemplo, en el equipo de control 96. Alternativa o adicionalmente, el equipo de aviso 110 comprende una pantalla 114, por ejemplo de un ordenador personal (PC) o una pantalla 116 de un tablet 118, que puede ser manejada por el usuario 106.
Preferiblemente, un software operativo del sistema de mecanizado a gas comprimido 84 comprende varios niveles de autorización diferentes, en los que a diferentes usuarios 106 pueden ser asignados diferentes niveles de autorización. Dependiendo del nivel de autorización asignado, un usuario 106 puede tener acceso a diferentes ámbitos funcionales del software operativo.
Por el equipo de aviso 110 pueden indicarse al usuario 106 diferentes estados de funcionamiento del dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido. Durante el aprendizaje o la "enseñanza", por ejemplo, diodos emisores de luz de diferentes colores, dispuestos en el equipo de visualización 112, pueden servir para representar los estados de funcionamiento. Por ejemplo, los diodos emisores de luz pueden iluminarse en verde cuando el dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido está funcionando dentro de un intervalo teórico, es decir, cuando la unidad de herramienta 12 se desvía con respecto a la unidad de alojamiento 14 dentro de un intervalo teórico. Con un color amarillo puede informarse a un usuario 106 de que la unidad de herramienta 12 está desviada con respecto a la unidad de alojamiento 14 del dispositivo 10, 100 o 1000 hasta el margen de un intervalo teórico, mientras que mediante un color rojo puede informarse al usuario 106, por ejemplo, de que la unidad de herramienta 12 está desviada con respecto a la unidad de alojamiento 14 del dispositivo 10, 100 o 1000 más allá de un intervalo deseado.
De este modo, durante el aprendizaje o la "enseñanza" se puede evitar que el dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido se desvíe demasiado y, por tanto, se destruya.
En el caso del aprendizaje o la “enseñanza” automáticos, por ejemplo, a base de datos CAD de una pieza de trabajo 90, el equipo de sujeción 92, en particular el brazo robótico 94, puede preferiblemente ser movido a lo largo de la pieza de trabajo 90 de forma automática y comparativamente rápida. Cuando el dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido, en particular una herramienta de mecanizado 86 dispuesta en él, es presionada contra la pieza de trabajo 90, por ejemplo, es determinada y/o controlada por medio del equipo de sensor 48 una desviación de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14.
Preferiblemente, una desviación determinada durante el aprendizaje o la “enseñanza” automáticos puede almacenarse para su uso posterior en serie, de modo que un movimiento del equipo de sujeción 92 puede ser controlado y/o regulado sobre la base del posicionamiento del dispositivo 10, 100 o 1000 y la desviación de la unidad de herramienta 12 determinados durante el aprendizaje o la “enseñanza” automáticos.
El equipo de sujeción 92 puede ser controlado por medio del equipo de control 96 en función del estado de desviación, determinado por el equipo de sensor 48, del dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido. De este modo, con un funcionamiento automatizado pueden detectarse objetos 88 o piezas de trabajo 90 defectuosos, así como herramientas de mecanizado 86 desgastadas, y puede evitarse un manejo incorrecto.
Ventajosamente, el dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido puede usarse como dispositivo de medición, en particular como dispositivo de medición tridimensional, por ejemplo para supervisar una posición y/o un estado de una pieza de trabajo 90 y/o para controlar una posición del dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido. Cuando el dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido es movido a lo largo de una pieza de trabajo 90 por medio del equipo de sujeción 92, en particular por medio del brazo robótico 94, a causa de una desviación insuficiente o excesiva de la unidad de herramienta 12 con respecto a la unidad de alojamiento 14 puede concluirse que la pieza de trabajo 90 es defectuosa, que la pieza de trabajo 90 está colocada incorrectamente y/o que el dispositivo 10, 100 o 1000 accionado por gas comprimido está en una posición errónea.
Lista de signos de referencia
10 Dispositivo
12 Unidad de herramienta
14 Unidad de alojamiento
16 Estator
18 Eje de giro
20 Rotor
22 Sección de conexión
24 Motor de gas comprimido
26 Árbol
28 Elementos de cojinete
30 Espacio de accionamiento
32 Elemento de accionamiento
33 Equipo de recuperación
34 Paleta
36 Pistón
38 Casquillo guía
40 Dirección de guiado
42 Eje longitudinal
44 Fuelle
46 Ángulo
48 Equipo de sensor
50 Elemento sensor
52 Elemento sensor Hall 3D
54 Elemento de acción
56 Imán permanente
58 Sección de brida
60 Pieza de soporte común
62 Pletina
64 Pletina de soporte
68 Pieza de recubrimiento
70 Pieza de base
72 Equipo de memoria
74 Interfaz de datos
75 Equipo de aviso
76 Abertura de entrada
77 Elemento de carcasa translúcido
78 Flecha
79 Elemento de plexiglás
80 Conexión de gas comprimido
82 Unidad de sensor
84 Sistema de mecanizado por gas comprimido
85 Superficie
86 Herramienta de mecanizado
87 Anillo
88 Objeto
89 Unidad de sensor
90 Pieza de trabajo
92 Equipo de sujeción
94 Brazo robótico
96 Equipo de control
98 Línea de control
100 Dispositivo
102 Equipo de suministro de gas comprimido
104 Línea de control
105 Conducto de suministro
106 Usuario
108 Unidad de mando
110 Equipo de aviso
112 Equipo de visualización
114 Pantalla
116 Pantalla
118 Ordenador tablet
1000 Dispositivo
Claims (15)
1. Dispositivo (10; 100; 1000) accionado por gas comprimido que comprende una unidad de herramienta (12) y una unidad de alojamiento (14) para alojar la unidad de herramienta (12), en el cual la unidad de herramienta (12) comprende un estator (16) y un rotor (20) que puede ser accionado de forma giratoria alrededor de un eje de giro (18) con respecto al estator (16) bajo presurización con gas comprimido, y en el cual la unidad de herramienta (12) puede ser desviada con respecto a la unidad de alojamiento (14) desde una posición inicial que puede ser predefinida por medio de la unidad de alojamiento (14), a una o varias posiciones de desviación, y en el cual el dispositivo (10; 100; 1000) comprende un equipo de sensor (48) para determinar un estado de desviación de la unidad de herramienta (12) con respecto a la unidad de alojamiento (14), y en el cual por medio del equipo de sensor (48) puede ser determinada una posición de desviación de la unidad de herramienta (12) con respecto a la unidad de alojamiento (14),caracterizado porquepor medio del equipo de sensor (48) pueden determinarse una dirección de desviación de la unidad de herramienta (12) con respecto a la unidad de alojamiento (14) y un número de revoluciones del rotor (20) con respecto al estator (16), y porque el dispositivo (10; 100; 1000) comprende un equipo de memoria (72) para almacenar un estado de desviación determinado por el equipo de sensor (48) y/o un número de revoluciones determinado por el equipo de sensor (48).
2. Dispositivo (10; 100; 1000) según la reivindicación 1,caracterizado porqueel dispositivo (10; 100; 1000) comprende uno o varios pistones (36) guiados de forma movible en la unidad de alojamiento (14) a lo largo de una dirección de guiado (40) y que pueden presurizarse con gas comprimido.
3. Dispositivo (10; 100; 1000) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel equipo de sensor (48) comprende uno o varios elementos sensores (50) y uno o varios elementos de acción (54), y uno o varios elementos de acción (54) o uno o varios elementos sensores (50) para determinar una posición de desviación y/o una dirección de desviación de la unidad de herramienta (12) están dispuestos preferiblemente en un lado de la unidad de herramienta (12) opuesto al rotor (20).
4. Dispositivo (10; 100; 1000) según la reivindicación 3,caracterizado porquees aplicable uno de los siguientes puntos:
- uno o varios elementos de acción (54) están dispuestos en el lado de la unidad de herramienta (12) que está opuesto al rotor (20), estando dispuestos uno o varios elementos sensores (50) en la unidad de alojamiento (14);
- uno o varios elementos sensores (50) están dispuestos en el lado de la unidad de herramienta (12) que está opuesto al rotor (20), estando dispuestos uno o varios elementos de acción (54) en la unidad de alojamiento (14).
5. Dispositivo (10; 100; 1000) según la reivindicación 3 o 4,caracterizado porquelos elementos sensores (50) y/o los elementos de acción (54) están dispuestos respectivamente en una pieza de soporte común (60).
6. Dispositivo (10; 100; 1000) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquees aplicable al menos uno de los siguientes puntos:
- Los elementos sensores (50) del equipo de sensor (48) están dispuestos en una pletina o una placa de circuito impreso (PCB);
- el dispositivo (10; 100; 1000) comprende una interfaz de datos (74) para la transmisión de datos de estado de desviación de un estado de desviación de la unidad de herramienta (12) con respecto a la unidad de alojamiento (14), detectado por el equipo de sensor (48), a un equipo de aviso (110).
7. Dispositivo (10; 100; 1000) según la reivindicación 2,caracterizado porqueel equipo de sensor (48) comprende uno o varios elementos sensores (50) para determinar una posición de uno o varios pistones (36), en particular para determinar una posición de desviación y/o una dirección de desviación de la unidad de herramienta (12) con respecto a la unidad de alojamiento (14).
8. Dispositivo (10; 100; 1000) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquees aplicable al menos uno de los siguientes puntos:
- un estado de desviación de la unidad de herramienta (12) con respecto a la unidad de alojamiento (14) puede ser determinado de forma discreta o continua por medio del equipo de sensor (48);
- por medio del equipo de memoria (72) pueden ser almacenados estados de desviación y/o números de revoluciones, determinadas por el equipo de sensor (48), que rebasen por exceso y/o por defecto un valor umbral predeterminado.
9. Dispositivo (10; 100; 1000) según una de las reivindicaciones 2 a 8,caracterizado porquela unidad de herramienta (12) puede ser desviada desde la posición inicial a la o las posiciones de desviación contra la fuerza de un dispositivo de recuperación (33) y/o porque la unidad de herramienta (12) puede ser movida a la posición inicial mediante la presurización del o de los pistones (36) con gas comprimido.
10. Dispositivo (10; 100; 1000) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque, en la posición inicial, la unidad de herramienta (12) está dispuesta paralelamente, en particular coaxialmente, a un eje longitudinal (42) de la unidad de alojamiento (14).
11. Dispositivo (10; 100; 1000) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porque, en una o varias posiciones de desviación, la unidad de herramienta (12) está inclinada con respecto a un eje longitudinal (42) de la unidad de alojamiento (14) y/o está desplazada axialmente con respecto a la unidad de alojamiento (14) en la dirección del eje longitudinal (42) de la unidad de alojamiento (14).
12. Dispositivo (10; 100; 1000) según la reivindicación 11,caracterizado porquela unidad de herramienta (12) para inclinar la unidad de herramienta (12) es desplazable con respecto al eje longitudinal (42) de la unidad de alojamiento (14) en al menos un plano, preferiblemente en al menos dos planos dispuestos en particular perpendicularmente entre sí, en particular en forma de camisa cónica.
13. Dispositivo (10; 100; 1000) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquees aplicable al menos uno de los siguientes puntos:
- el equipo de sensor (48) está configurado como equipo de sensor inductivo, capacitivo, óptico y/o magnético; - el equipo de sensor (48) comprende uno o varios elementos sensores de campo magnético (50), preferiblemente elementos sensores Hall, en particular elementos sensores Hall 3D (52).
14. Sistema de mecanizado a gas comprimido, que comprende un dispositivo (10; 100; 1000) accionado por gas comprimido según una de las reivindicaciones anteriores y un equipo de sujeción (92) configurado de forma movible y/o controlable, en el que está sujeto el dispositivo (10; 100; 1000) preferiblemente a través de la unidad de alojamiento (14).
15. Sistema de mecanizado a gas comprimido según la reivindicación 14,caracterizado porquees aplicable al menos uno de los siguientes puntos:
- el sistema de mecanizado a gas comprimido (84) comprende un equipo de control (96), por medio del cual el equipo de sujeción (92) puede ser controlado automáticamente y/o por medio del cual el equipo de sujeción (92) puede ser controlado por un usuario (106);
- el equipo de sujeción (92) es controlable en función del estado de desviación del dispositivo (10; 100; 1000) accionado por gas comprimido, determinado por el equipo de sensor (48);
- el sistema de mecanizado a gas comprimido (84) comprende un equipo de aviso (110) visual y/o acústico, por medio del cual el rebase por exceso y/o por defecto de un valor umbral predefinido para el estado de desviación y/o para un número de revoluciones del rotor (20) en relación con el estator (16) puede indicarse a un usuario (106);
- el sistema de mecanizado a gas comprimido (84) comprende un equipo de suministro de gas comprimido (102) que está acoplado al equipo de sensor (48) del dispositivo (10; 100; 1000) y por medio del cual puede ajustarse la cantidad y/o la presión de gas comprimido en función de un estado de giro determinado por medio del equipo de sensor (48).
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