MX2014003314A - Construccion de estructura conica. - Google Patents

Abstract

Alimentación de materia prima utilizada para formar una estructura cónica en un dispositivo curvatura de manera que cada punto en la materia prima experimenta movimiento rotacional alrededor de una ubicación de pico de la estructura cónica, y la materia prima encuentra una porción predecesora de materia prima a lo largo de uno o más bordes adyacentes.

Description

CONSTRUCCION DE ESTRUCTURA CONICA CAMPO DE LA INVENCION Este documento se refiere a la construcción de estructuras cónicas .

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Existen diversas técnicas y dispositivos que pueden producir estructuras cónicas, tales como estructuras de cono o frusto-cónicas. Un enfoque general para construir estructuras cónicas involucra doblar o de otra manera deformar metal en formas deseadas, ya sea uniendo la materia prima asi misma en ciertos puntos, o uniendo la materia prima a otras estructuras en ciertos puntos. Algunas técnicas de construcción comienzan con la materia prima metálica plana, e introducen deformaciones en-plano (es decir, compresión) para formar la materia prima de forma apropiada para la construcción de la estructura. Estas deformaciones en-plano con frecuencia requieren una cantidad relativamente grande de energía, y por lo tanto aumentan el costo de producir estructuras utilizando esas técnicas.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION En general, en un aspecto, alimentar materia prima utilizada para formar una estructura cónica en un dispositivo de curvatura de manera que: cada punto en la materia prima experimenta un movimiento de rotación alrededor de una ubicación de pico de la estructura cónica; y la materia prima se encuentra con una porción predecesora de la materia prima a lo largo de uno o más bordes adyacentes.

Las implementaciones pueden tener una o más de las siguientes características. La ubicación del pico se mueve a lo largo de un eje fijo. La materia prima es trapeizodal. El dispositivo de curvatura incluye un rollo triple. La alimentación de la materia prima en el dispositivo de curvatura no imparte una deformación en-plano a la materia prima. También la unión de la materia prima a la parte predecesora a lo largo de uno o más bordes adyacentes. La unión de la materia prima incluye completar una técnica seleccionada del grupo que consiste de: soldadura, aplicación de un adhesivo y aplicación de un sujetador mecánico. La alimentación de la materia prima dentro del dispositivo de curvatura incluye modificar un ángulo en-alimentación de la materia prima con respecto a una dirección de alimentación de manera que cada punto en la materia prima se traslada tangencialmente a un círculo imaginario correspondiente de radio constante centrado en la ubicación de pico. La modificación del ángulo en-alimentación incluye impartir al menos uno de un movimiento de rotación y un movimiento de traslación a la materia prima con relación a la dirección de alimentación .

En general, en otro aspecto, un sistema incluye: un rollo triple configurado para impartir un grado controlable de curvatura a la materia prima; un sistema de alimentación con la capacidad para: impartir un primer componente de movimiento de traslación a la materia prima en un primer punto en la materia prima; impartir un segundo componente de movimiento de traslación a la materia prima en un segundo punto en la materia prima; y rotar la materia prima alrededor de un punto en el sistema de alimentación.

Las implementaciones pueden tener uno o más de los siguientes sistemas. El sistema también incluye un sistema de control configurado para ocasionar que el sistema de alimentación alimente materia prima a un rollo triple de manera que la materia prima experimenta el movimiento de rotación alrededor de un pico de una estructura frusto-cónica; y el rollo triple para impartir un grado de curvatura a la materia prima que varia con el paso del tiempo. El sistema de alimentación también incluye: un cilindro que opera para alimentar la materia prima al rollo triple a lo largo de la dirección de alimentación, y un posicionador que opera para trasladar la materia prima en la dirección diferente de la dirección de alimentación. El sistema de alimentación incluye un par de cilindros que son impulsados de manera diferente y que colectivamente operan para rotar la materia prima alrededor del pivote móvil y para trasladar la materia prima en la dirección de alimentación. El rollo triple incluye un par de cilindros que son impulsados de manera diferente y que colectivamente operan para rotar la materia prima alrededor del pivote móvil y para trasladar la materia prima en la dirección de alimentación. El sistema de alimentación incluye un par de posicionadores que colectivamente operan para trasladar la materia prima al rollo triple a lo largo de la dirección de alimentación, rotar la materia prima alrededor del pivote móvil y trasladar la materia prima en la dirección diferente de la dirección de alimentación. El sistema de alimentación incluye un par de desmontadores que colectivamente operan para trasladar la materia prima al rollo triple a lo largo de la dirección de alimentación, rotar la materia prima alrededor del pivote móvil y trasladar la materia prima en la dirección diferente de la dirección de alimentación. Una ubicación del pico se mueve con relación al rollo triple mientras que la materia prima es alimentada a través del rollo triple.

En general, en otro aspecto, un sistema incluye un rollo triple configurado para impartir un grado controlable de curvatura a la materia prima; medios para alimentar la materia prima a través del rollo triple mediante movimiento de rotación alrededor de un pico de una estructura frusto-cónica .

Las implementaciones pueden tener una o más de las siguientes características. Una ubicación del pico se mueve con relación al rollo triple mientras que la materia prima es alimentada a través del rollo triple.

Otras implementaciones de cualesquiera de los aspectos anteriores se pueden expresar en diversas formas, incluyendo métodos, sistemas, aparatos, dispositivos, productos de programa de computadora, productos mediante procesos, u otras formas. Otras ventajas serán aparentes a partir de las siguientes figuras y descripción.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Modalidades de la invención aquí descritas pueden ser entendidas por referencia a las siguientes figuras, las cuales son proporcionadas a manera de ejemplo y no de limitación : La figura 1 es un diagrama en bloques de un sistema de construcción .

La figura 2 es una imagen esquemática de un rollo triple .

Las figuras 3-5 son ilustraciones esquemáticas de materia prima deformada.

Las figuras 6A-C son ilustraciones esquemáticas de materia prima que experimenta movimiento de rotación alrededor de un pico.

La figura 6D es un diagrama cinemático que ilustra el movimiento de rotación de la materia prima alrededor de un punto .

La figura 7A es una vista en perspectiva de un sistema de construcción.

La figura 7B es una vista aérea de un sistema de construcción .

La figura 8A en una vista en perspectiva de un sistema de construcción.

La figura 8B es una vista aérea de un sistema de construcción .

La figura 9A en una vista en perspectiva de un sistema de construcción.

La figura 9B es una vista aérea de un sistema de construcción .

La figura 10A en una vista en perspectiva de un sistema de construcción.

La figura 10B es una vista aérea de un sistema de construcción .

La figura 11A en una vista en perspectiva de un sistema de construcción.

La figura 11B es una vista aérea de un sistema de construcción .

La figura 12 es una imagen esquemática de un banco de cilindros .

La figura 13 es un gráfico.

La figura 14 es un gráfico de flujo.

Números de referencia similares se refieren a estructuras similares.

DESCRIPCION DETALLADA DE IA INVENCION Con frecuencia es deseable formar una estructura cónica, tal como una estructura frusto-cónica ó cónica, a partir de una materia prima metálica sustancialmente plana sin introducir deformación en-plano a la materia prima. Por ejemplo, la solicitud de patente de los Estados Unidos Número 12/693,369, titulada "ESTRUCTURA SOLDADA EN ESPIRAL CO ICA" , analiza algunas aplicaciones de dichas estructuras. La totalidad de la solicitud de patente de los Estados Unidos Número 12/693,369, es incorporada por referencia al presente documento. Entre otras cosas, las técnicas que se describen a continuación se pueden utilizar para construir estructuras descritas en la solicitud de patente de los Estados Unidos Número 12/693,369.

La figura 1 es un diagrama en bloques de un sistema de construcción. El sistema 100 incluye una fuente de metal 102, sistema de alimentación 104, un dispositivo de curvatura 106, una soldadora 108 y un sistema de control 110. Tal como se describe de manera más completa a continuación, el sistema 100 opera para construir estructuras cónicas.

La fuente de metal 102 incluye el metal en bruto a partir del cual se va a formar una estructura cónica. En algunas implementaciones, la fuente de metal 102 puede incluir un conjunto de hojas de metal planas, dimensionadas en cualquiera de las formas descritas en la solicitud de patente de los Estados Unidos Número 12/693,369. Las hojas se pueden construir y acomodar para facilitar el fácil levantamiento de una hoja deseada en el proceso de fabricación. Por ejemplo, las hojas se pueden almacenar en un depósito u otro dispensador conveniente.

El sistema de alimentación 104 opera para transportar metal desde la fuente de metal 102 hacia (y en algunas implementaciones, a través de) el dispositivo de curvatura 106. El sistema de alimentación 104 puede incluir cualquier equipo apropiado de este tipo para recoger una hoja deseada de acuerdo con las técnicas tradicionales. Dicho equipo puede incluir, por ejemplo, brazos robóticos, pistones, servomotores, tornillos, accionadores, cilindros, impulsores, electroimanes, etc., o combinaciones de cualquiera de los anteriores .

En una modalidad alternativa, la fuente de metal 102 incluye un rollo de materia prima de metal, y el sistema 100 incluye una herramienta de corte 103. En operación, la herramienta de corte 103 corta secciones de la materia prima de metal tal como se describe en la solicitud de patente de los Estados Unidos 12/693,369 para formar un conjunto de hojas que se pueden alimentar en el dispositivo de curvatura 106 a través del sistema de alimentación 104.

El dispositivo de curvatura 106 opera para curvar la alimentación de metal dentro de éste, sin impartir alguna deformación en-plano al metal. Además el dispositivo de curvatura 106 puede impartir un grado controlable de curvatura al metal. En algunas implementaciones, el dispositivo de curvatura 106 incluye un triple rollo. Haciendo referencia a la figura 2, el triple rollo incluye tres rodillos cilindricos paralelos que operan para impartir una curvatura constante a la alimentación de metal a través de los rodillos en la dirección de la flecha con guiones. El grado de curvatura puede ser controlado, por ejemplo, ajustando dinámicamente el radio de uno o más rollos, ajustando dinámicamente las posiciones relativas de los rollos, etc.

Haciendo referencia nuevamente a la figura 1, de manera alternativa o adicional, el dispositivo de curvatura 106 puede incluir uno o más rollos con forma de cono en lugar de un rollo cilindrico en la configuración de triple rollo. Un rollo con forma de cono inherentemente imparte una curvatura variable, es decir, una curvatura superior hacia el ápice del cono, curvatura inferior hacia la base. Como una alternativa adicional, se puede utilizar un rollo con una forma posiblemente irregular para impartir una curvatura correspondiente a materia prima en-alimentación .

De manera adicional o alternativa a lo anterior, una estructura sólida puede ser reemplazada por un conjunto de estructuras más pequeñas (por ejemplo, ruedas, cojinetes, rodillos más pequeños, o similar) que colectivamente se aproximen al exterior de la estructura sólida correspondiente. Por ejemplo, un cilindro puede ser reemplazado por un conjunto de ruedas de igual radio, un cono podría ser reemplazado por un conjunto de ruedas de radio menor, etc.

Cuando una pieza de materia prima rectangular es alimentada al triple rollo "cabeza adelante", (es decir, con el borde entrante de la materia prima rectangular paralelo con los ejes de los cilindros del triple rollo), entonces ésta será deformada en un arco circular, tal como se ilustra en la figura 2. Sin embargo, cuando una pieza de materia prima rectangular es alimentada a un ángulo, la materia prima será deformada en una forma de "sacacorchos", potencialmente con espacios entre cada giro, tal como se ilustra en la figura 3. Las técnicas que se describen a continuación involucran modificar el ángulo en-alimentación (y otros parámetros que se describen a continuación) de manera que los bordes de la materia prima yacen adyacentes entre si, permitiéndoles ser unidos (por ejemplo, soldados) para formar la estructura deseada, tal como se muestra en la figura 4.

Una manera de lograr esto es de la siguiente forma. Como un asunto preliminar, cualquier estructura cónica incluye ya sea un pico real o un pico virtual. Un pico real en un punto en el cual la conicidad eventualmente disminuye a cero. Por ejemplo, un cono tiene un pico real en su ápice. Para una estructura truncada, tal como una estructura frusto-cónica, un "pico virtual" es el punto en el cual la conicidad eventualmente disminuiría a cero si la estructura no estuviera truncada. En este documento, la palabra "pico" incluye tanto picos reales como picos virtuales.

Una manera de modificar el ángulo en-alimentación antes descrito es controlar el enfoque de la materia prima de metal de manera que la materia prima simplemente está rotando (es decir, no se está trasladando) con respecto al pico de la estructura a medida que la materia prima es alimentada en el dispositivo de curvatura 106. Esta condición es equivalente a requerir que cada punto en la hoja entrante de la materia prima esté a una distancia constante del pico de la estructura a medida que la materia prima es deformada por el dispositivo de curvatura 106. Sin embargo, observar que el pico de la estructura en si mismo se pudiera estar moviendo con relación a otras partes del sistema 100, tal como se describe de manera más completa a continuación. La condición "puramente rotacional" antes descrita se refiere solamente al movimiento relativo de la materia prima en-alimentación con respecto a la ubicación del pico. Es decir, tanto la materia prima como el pico también se pueden estar trasladando o experimentando un movimiento más complicado con respecto a otros componentes del sistema 100. Si se encuentra esta condición, entonces incluso materia prima metálica con forma irregular puede ser unida en una estructura cónica, tal como se muestra en la figura 5.

En algunas implementaciones, el sistema de alimentación incluye uno o más posicionadores, carros, brazos de articulación o similares, que alimentan cada hoja de materia prima al dispositivo de curvatura y colectivamente se pueden controlar a través del sistema de control 110 para asegurar que se cumpla con esta condición en-alimentación.

Además de controlar el ángulo en-alimentación, el grado de curvatura impartido desde el dispositivo de curvatura también es controlado. Para formar una estructura cónica o frusto-cónica, por ejemplo, la curvatura con la cual se deforma un punto determinado en la materia prima entrante varia de forma lineal con la altura a lo largo del eje del cono resultante en el cual yacerá el punto determinado. Otras estructuras cónicas requieren otros grados de curvatura impartida.

La soldadora 108 opera para unir las hojas de materia prima en-alimentación a otras hojas de materia prima en-alimentación (o a si misma, o a otras estructuras) . En algunas implementaciones , la soldadora 108 incluye una o más cabezas de soldadura cuya posición y operación se puede controlar .

El sistema de control 110 opera para controlar y coordinar las diversas tareas antes descritas, incluyendo pero no limitado a operar el sistema de alimentación 104, operar el dispositivo de curvatura 106, y operar la soldadora 108. El sistema de control 110 incluye un hardware de computadora, software, circuiteria o similar que de manera colectiva generan y entregan señales de control a los componentes antes descritos para lograr las tareas deseadas.

Por lo tanto, de manera consistente con lo anterior, un método para construir una estructura cónica incluye: identificar materia prima (por ejemplo, una hoja de materia prima) ; transportar la materia prima a un dispositivo de curvatura; identificar la ubicación del pico de la estructura cónica (la cual puede cambiar como una función de tiempo); alimentar la materia prima en el dispositivo de curvatura de manera que la materia prima experimenta simplemente movimiento rotacional con relación a la ubicación del pico; y soldar la materia prima a lo largo de los bordes donde la materia prima se encuentra con las hojas previas de la materia prima, formando asi la estructura cónica.

En lo anterior, se han descrito diversas tareas que involucran el movimiento relativo de diversos componentes. Sin embargo, se reconoce que diversas restricciones de diseño pueden recurrir a ciertos componentes para permanecer fijos (con relación al suelo) o experimentar únicamente movimiento mínimo. Por ejemplo, el sistema 100 se puede diseñar de manera que cualquiera de los siguientes componentes permanece fijo con relación al suelo: la fuente de metal 102, cualquier componente deseado del sistema de alimentación 104, cualquier componente deseado del dispositivo de curvatura 106, cualquier componente deseado de la soldadora 108, el pico de la estructura cónica bajo construcción, etc. De manera similar, el sistema 100 se puede diseñar de manera que ninguno de los componentes anteriores permanece fijo con relación al suelo (o, excepto como se observo antes, con relación entre si) . En algunas implementaciones, el componente más pesado o difícil de mover permanece fijo con relación al suelo. En algunas implementaciones, el movimiento relativo de los componentes se elige para mitigar mejor el riesgo de lesión para aquellos que están cerca del sistema 100. En algunas implementaciones, el movimiento relativo de los componentes es elegido para elevar al máximo la vida esperada del sistema 100 como un todo o la vida esperada de uno o más componentes.

Tal como se analizo antes, es deseable acomodar toda la hoja de materia prima que es alimentada en el sistema 100 para que experimente movimiento puramente rotacional durante el proceso en-alimentación, es decir, el período desde justo antes del primer punto en que la materia prima es alimentada al dispositivo de curvatura, hasta justo después que el último punto de la materia prima sale del dispositivo de curvatura. Lograr esta condición durante el proceso en-alimentación tiene como resultado que los bordes de la materia prima finalmente queden adyacentes a bordes correspondientes de materia prima predecesora que previamente ha sido alimentada a través del dispositivo de curvatura.

Esta condición se ilustra de manera adicional en las figuras 6A-C, en el contexto de la construcción de una estructura frusto-cónica . La estructura frusto-cónica parcialmente formada 600 tiene un pico (virtual) en el punto P, y lados tangentes a las lineas con guiones. Para ilustrar de manera más clara la condición del "movimiento puramente rotacional", no se muestra el sistema de construcción 100.

En las figuras 6A y B se muestra una hoja de materia prima 602 y un punto arbitrario en la misma es etiquetado con "A". La distancia entre el punto A y el pico virtual P es etiquetado por la linea sólida R. A medida que la hoja 602 es alimentada en el sistema, tal como se muestra en la figura 6C, la distancia R entre el punto A y el punto P permanece constante, incluso a medida que la hoja 602 es deformada por el dispositivo de curvatura del sistema 100. Por supuesto, la distancia desde la hoja 602 al pico P variará entre puntos de la hoja 602. Sin embargo, si la hoja 602 experimenta movimiento puramente rotacional con respecto al punto P, entonces para cualquier punto fijo en la hoja 602, la distancia desde ese punto al punto P permanece constante, incluso a medida que la hoja 602 se deforma.

La figura 6D es un diagrama cinemático que ilustra el movimiento rotacional de la materia prima alrededor de un punto P. En la figura 6D, un punto arbitrario A es identificado en la materia prima, y ese punto A permanece a una distancia constante R de P a medida que la materia prima rota alrededor del punto P. Sin considerar una configuración de equipo, la implementación del movimiento rotacional inicialmente se puede considerar como requiriendo ciertos ingredientes: primero, la capacidad para impartir una traslación tangencial a lo largo del circulo del radio R centrado en P; y segundo, la capacidad para impartir rotación en la dirección apropiada alrededor del centro geométrico de la materia prima.

Además, debido a que la dirección tangencial cambia a medida que se mueve la materia prima, la implementación de este aspecto del movimiento rotacional es posible en caso que se pueda implementar la traslación en dos direcciones fijas (por ejemplo, una dirección de alimentación y otra dirección), siempre y cuando las direcciones sean diferentes. Si esto es posible, entonces se puede lograr una traslación arbitraria mediante una combinación lineal apropiada de las direcciones fijas.

La descripción anterior de la condición puramente rotacional se ha establecido en el contexto de un pico estacionario P. Sin embargo, en algunas implementaciones , el punto P se puede mover durante el proceso de construcción. Por ejemplo, si el dispositivo de curvatura 106 es fijo con relación al suelo, entonces cada nueva adición de materia prima puede empujar el punto P más lejos del dispositivo de curvatura. Cuando el punto P se está moviendo en una cierta dirección en un cierto tiempo, la materia prima también se debiera mover en la misma dirección al mismo tiempo, además de tener un componente rotacional puro para satisfacer la condición "de rotación pura".

Aunque la frase movimiento "puramente rotacional" ha sido utilizada antes, se pueden permitir desviaciones de la rotación pura (es decir, ligeras traslaciones de la materia prima o pico con relación entre si) . Si la materia prima experimenta cualquier movimiento de traslación con respecto al pico durante el proceso en-alimentación, la estructura resultante se puede desviar de una geometría frusto-cónica ideal. En particular, puede haber espacios donde la materia prima no se encuentre con los bordes correspondientes de las porciones predecesoras de materia prima, la materia prima se puede traslapar en sí misma, o ambos.

En algunas implementaciones, se puede tolerar un cierto grado de desviación de una estructura frusto-cónica ideal. Por ejemplo, si los bordes de la materia prima se van a unir mediante soldadura, calafateo, epoxi, o similar, entonces puede ser deseable un ligero espacio para acomodar la soldadura o adhesivo. De manera similar, si los bordes de la materia prima vas a ser unidos mediante remaches, pernos, tornillos u otros sujetadores mecánicos, adhesivos o similar, entonces puede ser deseable un ligero grado de traslape.

Tal como se utiliza en este documento, movimiento "sustancialmente rotacional" significa el movimiento puramente rotacional tal como se describió antes, excepto que permite ligeras desviaciones que pueden ser útiles más adelante en el proceso de fabricación. El grado de estas desviaciones permisibles, en general, variarán con las dimensiones de la estructura frusto-cónica deseada y los pasos de fabricación que permitan las desviaciones. También como se utiliza en este documento, "movimiento rotacional" debiera ser entendido para indicar ya sea movimiento sustancialmente rotacional o movimiento puramente rotacional. Por el contrario, si el movimiento de la materia prima soporta un componente rotacional alrededor del pico P asi como un componente de traslación significativo más allá de lo que es necesario o deseable para pasos de fabricación posteriores, dicho movimiento no es "rotacional alrededor del pico" dentro del significado de éste documento.

La figura 7A es una vista en perspectiva de una implementación de un sistema de construcción, y la figura 7B es una vista superior correspondiente de la implementación.

En algunas modalidades, el dispositivo de curvatura incluye un triple rollo 700. El triple rollo incluye una porción superior 701 que puede ser articulada verticalmente, ya sea en forma manual, o bajo la dirección del sistema de control 110 (Figura 1) . La articulación de la porción superior puede ser útil para acoplar la materia prima 102, o para controlar la cantidad de curvatura impartida a la materia prima 102 a medida que pasa a través del triple rollo 700. En general, se puede articular una porción diferente; cualquier cambio controlable en la posición relativa de los rollos se puede utilizar para impartir cantidades correspondientes de curvatura a la materia prima 102.

En algunas implementaciones, el triple rollo 700 incluye una pluralidad de rodillos individuales 712 acomodados en bancos. En diversas implementaciones, estos rodillos 712 pueden ser impulsados de manera individual, impulsados de manera colectiva o no impulsados en lo absoluto. Los bancos no necesitan ser paralelos.

En algunas modalidades, el sistema de alimentación 104 (Figura 1) incluye el sistema de accionamiento 704. Este sistema de accionamiento incluye una pluralidad de rodillos 706a, 706b, 706c, 706d, un posicionador 708 y ruedas 710. Los rodillos 706 a-d pueden ser impulsados individualmente por el sistema de control 110 (Figura 1). En particular, los rodillos 706a-d pueden ser impulsados de manera diferente (por ejemplo, con los rodillos 706a, 706c siendo impulsados a una velocidad diferente que los rodillos 706b, 706d) a fin de ocasionar que la materia prima rote 102 a medida que ésta pasa a través de los rodillos 706a-d. El control de la velocidad rotacional de los rodillos (en combinación con otros parámetros aqui descritos) puede ayudar a implementar el movimiento rotacional de la materia prima 102 alrededor del pico de la estructura frusto-cónica 102.

El sistema de accionamiento 704 está acoplado al triple rollo 700 (u otro objeto conveniente) a través de un posicionador 708. El posicionador 708 opera para mover el sistema de impulso 704 (y con éste la materia prima 102) con relación al triple rollo 700, bajo la dirección del sistema de control 110 (Figura 1). El posicionador 708 puede incluir un pistón hidráulico, pistón neumático, servomotor, tornillo, accionador, cremallera y piñón, sistema de cable y polea, leva, accionamiento electromagnético u otro dispositivo con la capacidad para impartir el movimiento deseado.

En algunas implementaciones, el sistema de accionamiento 704 es asegurado de manera rotatoria alrededor de un punto de pivote 711, de manera que la activación del posicionador 708 ocasiona la rotación alrededor del punto de pivote. En algunas implementaciones, el sistema de accionamiento 704 incluye ruedas 710 que permiten que el sistema 704 se mueva de manera más fácil.

Al controlar el movimiento del sistema de accionamiento 704 a través del posicionador 708 (en combinación con otros parámetros aquí descritos) se puede ayudar a implementar el movimiento rotacional de la materia prima 102 alrededor del pico de la estructura frusto-cónica 702 durante el proceso de construcción .

La figura 8A es una vista en perspectiva de otra modalidad del sistema de construcción 100, y la figura 8B es una vista aérea correspondiente de la modalidad. Esta modalidad incluye un triple rollo 800 que tiene una porción superior 801 tal como se describió antes y un sistema de accionamiento 804.

El sistema de accionamiento 804 incluye dos posicionadores 806, 808 que están acoplados de manera rotatoria al suelo (u otro objeto conveniente) en las juntas 807a, 809a, y acoplados de manera rotatoria a una tabla 810 en las juntas 807b, 809b. Tal como se menciono antes, el posicionador puede incluir un pistón, servomotor, tornillo, accionador, leva, accionamiento electromagnético, u otro dispositivo con la capacidad para impartir el movimiento deseado. La barra de tensión 812 está montada de manera giratoria a la tabla 810 en la junta 813 y está montada de manera giratoria al suelo (u otro objeto conveniente) en la junta 811. La barra de tensión 812 desvia la tabla 810 contra los posicionadores 806, 808 y el sistema de accionamiento 804.

En algunas implementaciones, la tabla 810 incluye características para guiar o de otra manera ayudar a que la materia prima 102 se mueva en la ruta al triple rollo. Por ejemplo, la tabla 810 puede incluir uno o más rodillos 814, cojinetes de aire, sistemas electromagnéticos, recubrimientos o tratamientos de baja fricción, ruedas, bolas transportadoras, etc.

Cada posicionador 806, 808 es controlado por el sistema de control 110, el cual tiene como resultado el movimiento de la tabla 810 (y la materia prima 102). Es posible una variedad de movimientos. Por ejemplo, la activación de un posicionador (y no del otro) tiene como resultado la rotación de la tabla 810 alrededor de la junta donde el posicionador no activado se encuentra con la tabla. La activación de ambos posicionadores 806, 808 para moverse en las direcciones paralelas a la misma velocidad traslada la tabla 810 paralela a la dirección de movimiento. La activación de ambos posicionadores a diferentes velocidades o en diferentes direcciones produce un movimiento de traslación/rotación mezclado. El control de este movimiento (en combinación con otros parámetros aquí descritos) puede ayudar a implementar el movimiento rotacional de la materia prima 102 alrededor del pico de la estructura frusto-cónica 802.

La figura 9A muestra una vista en perspectiva, y la figura 9B una vista aérea correspondiente de otra implementación de un sistema de construcción. En algunas implementaciones, el triple rollo 900 incluye una pluralidad de rodillos individuales 1200 acomodados en bancos, tal como se describió antes. Los bancos no necesitan ser paralelos. Tal como se describe a continuación, los rodillos 1200 son individualmente direccionables .

En algunas implementaciones el sistema de alimentación 104 (Figura 1) incluye el sistema de accionamiento 904. Este sistema de accionamiento 904 incluye un rodillo 918, un posicionador 906 y una rueda 916. El posicionador 906 está montado de manera rotatoria al sistema de accionamiento 904 en una junta 908, y está montado de manera rotatoria al suelo (u otro objeto conveniente) en la junta 910. El rodillo 918 es activado por el sistema de control 110 (Figura 1) para impulsar (es decir, trasladar) la materia prima hacia el triple rollo 900.

El posicionador 906 opera para rotar el sistema de accionamiento 904 (y con éste, la materia prima 102) con relación al triple rollo 900, bajo la dirección del sistema de control 110 (Figura 1). El posicionador 906 puede incluir un pistón hidráulico, pistón neumático, servomotor, tornillo, accionador, cremallera y piñón, motor electromagnético, sistema de cable y polea, u otra leva de dispositivo, accionamiento electromagnético, con la capacidad para impartir el movimiento deseado.

Sin embargo, observar que el centro de esta rotación es la junta 914, la cual en general no es la ubicación del pico de la estructura frusto-cónica .

Para ayudar a que la materia prima rote alrededor del pico de la estructura frusto-cónica, rollos individuales 1200 del triple rollo pueden ser controlados en diversas formas. En algunas implementaciones , los rollos individuales 1200 pueden ser orientados por el sistema de control. Es decir, el movimiento de dirección impartido a la materia prima por los rollos 1200 representados por la flecha X en la figura 9B, es controlable, mediante la rotación de los rollos individuales 1200 con respecto al chasis del triple rollo. En particular, la dirección de la flecha X puede ser diferente de la dirección de alimentación, es decir, el movimiento de dirección impartido por el rodillo 918 representado por la flecha Y en la figura 9B.

En algunas implementaciones, los rollos 1200 están montados de manera fija para impartir una dirección de movimiento diferente a la dirección de alimentación, pero la velocidad rotacional de los rollos 1200 es controlable. En algunas implementaciones , el control de las velocidades relativas de los rollos 918 y 1200 colectivamente puede impartir movimiento rotacional de la materia prima alrededor del pico de la estructura frusto-cónica .

La figura 10A es una vista en perspectiva de otra implementación del sistema de construcción 100, y la figura 10B es una vista aérea correspondiente de la implementación. Esta implementación incluye un triple rollo 1000 que tiene una porción superior 1001 tal como se describió antes y un sistema de accionamiento 1004.

El sistema de accionamiento 1004 incluye dos posicionadores 1006, 1010 que están acoplados, respectivamente, al suelo (u otro objeto conveniente) en las junta 1008, 1012, y cada uno está acoplado al sistema de accionamiento 1004 en la junta 1014. Tal como se menciono antes, los posicionadores pueden incluir un pistón, servomotor, tornillo, accionador, leva, accionamiento electromagnético, u otro dispositivo con la capacidad para impartir el movimiento deseado.

El sistema de accionamiento 1004 también incluye un par de rollos 1020a, 1020b que son controlables por el sistema de control 110. Estos rollos son operables para accionar (es decir, trasladar) la materia prima 102 hacia el triple rollo 1000. De manera adicional, cada posicionador 1006, 1010 es controlado por el sistema de control 110, el cual tiene como resultado el movimiento de los rollos 1020a, 1020b (y en algunas implementaciones, la materia prima 102) . Es posible una variedad de movimientos, desde la traslación pura, a la rotación pura, al movimiento de traslación/rotacional mezclado. El control de este movimiento (en combinación con otros parámetros aquí descritos) puede ayudar a implementar el movimiento rotacional de la materia prima 102 alrededor del pico de la estructura frusto-cónica 802.

La figura 11A es una vista en perspectiva de otra implementacion de un sistema de construcción, y la figura 11B es la vista aérea correspondiente de la implementacion.

Aqui, el sistema de construcción incluye un triple rollo 1100 con una porción superior controlable tal como se describió antes que deforma la materia prima 102 en una estructura frusto-cónica 1102. El sistema de alimentación 104 incluye un sistema de accionamiento 1104. El sistema de accionamiento incluye un ensamble 1106 que tiene dos o más desmontadores 1108. Cada desmontador 1108 está montado de manera deslizable sobre un carril 1110, y cada carril 1110 esta montado de manera deslizable sobre dos vias 1112a y 1112b. Bajo el control del sistema de control 110, los desmontadores pueden ser colocados en cualquier ubicación deseada dentro del área accesible definida por el carril 1110 y las vías 1112a, b.

Cada desmontador 1108 opera para acoplar, agarrar o de otra manera adherirse a la materia prima 102. En algunas implementaciones, un desmontador 1108 puede incluir electroimanes controlables, dispositivos de succión, abrazaderas, bridas, adhesivos o similar. En algunas implementaciones, se pueden emplear brazos robóticos en lugar del ensamble 1106 para mover los desmontadores 1108 a ubicaciones deseadas.

Se pueden impartir movimientos complicados (incluyendo rotaciones y/o traslaciones) a la materia prima acoplando, agarrando o de otra manera adhiriéndose a la materia prima en dos o más puntos. En particular, el uso de los desmontadores 1108 de esta manera puede ayudar a implementar el movimiento rotacional de la materia prima 102 alrededor del pico de la estructura frusto-cónica .

La figura 12 muestra una vista esquemática de un solo banco de rollos en un triple rollo, consistente con otra implementación del sistema de construcción. En la figura 12, las flechas en cada rollo individual 1200 representan un componente de movimiento impartido a la materia prima por el rollo 1200 a medida que la materia prima pasa sobre el rollo. Cada flecha es una función de la orientación y velocidad del rollo a la cual es impulsado el rollo. Por lo tanto, por ejemplo, el rollo 1200a imparte relativamente poco movimiento horizontal a la materia prima en la ubicación del rollo 1200a, mientras que 1200g imparte una cantidad relativamente grande de movimiento horizontal en la ubicación de 1200g.

Con exactamente dos rollos impulsados de manera diferente 1200, un componente rotacional (o un componente rotacional/de traslación mezclado) puede ser impartido a la materia prima. Con más de dos rollos 1200, es deseable acomodar cada rollo para que de manera consistente imparta el mismo movimiento de volumen a la materia prima. Por ejemplo, para implementar un movimiento rotacional en la dirección de la flecha X alrededor de una ubicación de pico P (la cual por si misma se está moviendo verticalmente) , cada rollo 1200 está configurado para impartir movimiento vertical idéntico al movimiento vertical de P, y un movimiento de grado horizontal que aumenta linealmente (tal como lo muestra la linea con guiones) con la distancia del rodillo desde P.

Las implementaciones ejemplares anteriores utilizaron varias estructuras, posicionadores , rodillos sencillos, pares o sistemas de rodillos impulsados de manera diferente, desmontadores, etc., para mover la materia prima o contribuir al movimiento de la materia prima de manera que el resultado de red es que la materia prima se mueva de manera rotacional con respecto al pico a medida que éste se mueve a través del dispositivo de curvatura. Estas implementaciones ejemplares ilustran solamente unos cuantos del número virtualmente infinito de posibilidades para lograr este resultado. En particular, las implementaciones anteriores no ilustran de manera exhaustiva el alcance completo de la invención.

Además, incluso para una configuración de equipo especifica, en general puede haber más de una manera para controlar los diversos componentes de manera que el efecto de red va a mover en forma rotacional la materia prima alrededor del pico en el camino de la materia prima al dispositivo de curvatura. El gráfico mostrado en la figura 3 ilustra un escenario de control particular en el contexto de implementaciones consistentes con la figura 7. Cuando las velocidades de rotación de un par de ruedas impulsadas exteriores (por ejemplo, rodillos 706a, 706c) y un par de ruedas impulsadas interiores (por ejemplo, rodillos 706b, 706d) varían como se muestra en la figura 13, se logra el movimiento rotacional alrededor de la ubicación del pico.

Fácilmente se pueden identificar otras técnicas de control .

La figura 14 es un gráfico de flujo que muestra un método para construir una estructura cónica de acuerdo con cada una de las implementaciones anteriores. En el paso 1402, se identifica la materia prima. Tal como se analizo antes, en algunas implementaciones la materia prima puede incluir un rollo de metal u otro material. En algunas implementaciones, la materia prima comprende hojas individuales precortadas, tal como se describe en la solicitud de patente de los Estados Unidos 12/693,369.

En el paso 1404 la materia prima es transportada al dispositivo de curvatura. Esto puede ocurrir utilizando cualquier medio conocido. En particular, no hay una restricción en el movimiento de la materia prima en este paso, y no necesita rotar con respecto a algún otro punto.

En el paso 1406, la materia prima es alimentada al dispositivo de curvatura. En este paso, la materia prima mantiene el movimiento rotacional con respecto al pico de la estructura frusto-cónica durante el proceso en-alimentación . El paso 1406 tiene como resultado la deformación de la materia prima para impartir un cierto grado de curvatura. Sin embargo, en algunas implementaciones, no ocurre alguna deformación en-plano de la materia prima.

En el paso 1408, los bordes de la materia prima son unidos juntos en donde se encuentran, a fin de formar la estructura cónica. En algunas implementaciones, puede ocurrir un paso de unión separado antes del paso 1406. Por ejemplo, para hojas en forma trapezoidal de materia prima que tienen un par de lados largos y un par de lados cortos, los lados cortos se pueden unir primero (por ejemplo, con otras hojas de materia prima) , después se puede deformar la materia prima, y finalmente se unen los lados largos.

La unión de la materia prima se puede lograr a través de cualquier medio conocido, incluyendo soldadura, adhesivos, epoxi, cemento, mortero, remaches, pernos, grapas, cinta, soldadura fuerte, o características geométricas complementarias (por ejemplo, clavijas que se acoplan con los agujeros, dientes que se acoplan entre sí, seguros, etc.).

Los sistemas, dispositivos, métodos, procesos y similares anteriores se pueden realizar en hardware, software, o cualquier combinación de estos convenientes para el control, adquisición de datos y procesamiento de datos aquí descrito. Esto incluye la realización en uno o más microprocesadores, microcontroladores , microcontroladores incorporados, procesadores de señal digital programables u otros dispositivos programables o circuitería de procesamiento, junto con memoria interna y/o externa. Esto también puede incluir uno o más circuitos integrados de aplicación específica, arreglos de compuerta programable, componentes lógicos de arreglo programable, o cualquier otro dispositivo o dispositivos que se puedan configurar para procesar señales electrónicas. Además se apreciará que una realización de los procesos o dispositivos antes descritos puede incluir un código ejecutable por computadora creado utilizando un lenguaje de programación estructurado tal como C, un lenguaje de programación orientado al objeto tal como C++, o cualquier otro lenguaje de programación de alto nivel o bajo nivel (incluyendo lenguajes de ensamble, lenguajes de descripción de hardware y lenguajes y tecnologías de programación de base de datos) que se pueden almacenar, recopilar o interpretar para correr en uno de los dispositivos anteriores, así como combinaciones heterogéneas de procesadores, arquitecturas de procesador, o combinaciones de diferente hardware y software. Al mismo tiempo, el procesamiento puede ser distribuido a través de dispositivos tales como los diversos sistemas antes descritos, o toda la funcionalidad puede estar integrada en un dispositivo autónomo dedicado. Todas esas permutaciones y combinaciones pretenden caer dentro del alcance de la presente divulgación.

En algunas modalidades aquí divulgadas hay productos de programa de computadora que comprenden un código ejecutable por computadora o código utilizable por computadora que, cuando es ejecutado en uno o más dispositivos de computación (tal como los dispositivos/sistemas antes descritos), ejecuta cualquiera y/o todos los pasos antes descritos. El código puede ser almacenado en una manera no transitoria en una memoria de computadora, la cual puede ser una memoria a partir de la cual el programa se ejecuta (tal como memoria de acceso aleatorio asociada con un procesador) , o un dispositivo de almacenamiento tal como una unidad de disco, memoria flash o cualquier otro dispositivo óptico, electromagnético, magnético, infrarrojo o combinación de dispositivos. En otro aspecto, cualquiera de los procesos antes descritos puede ser incorporado en cualquier medio de transmisión o propagación conveniente que lleve el código ejecutable por computadora antes descrito y/o cualesquiera entradas o salidas del mismo.

Se apreciará que los métodos y sistemas antes descritos se establecen a manera de ejemplo y no de limitación. Numerosas variaciones, adiciones, omisiones y otras modificaciones serán aparentes para un experto en la técnica. Además, el orden o presentación de los pasos del método en la descripción y dibujos anteriores no pretende requerir este orden de ejecución de los pasos mencionados a menos que expresamente se requiera un orden particular o de otra manera el contexto claramente lo indique.

Los significados de los pasos del método de las invenciones aquí descritas pretenden incluir cualquier método conveniente para hacer que una o más partes o entidades diferentes ejecuten los pasos, consistentes con la patentabilidad de las siguientes reivindicaciones, a menos que expresamente se proporcione un significado diferente o el contexto claramente lo indique de otra manera. Dichas partes o entidades no necesitan estar bajo la dirección o control de cualquier otra parte o entidad, y no necesitan estar ubicadas dentro de una jurisdicción particular.

De esta manera, por ejemplo, una descripción o mención de "agregar un primer número a un segundo número" incluye ocasionar que una o más partes o entidades sumen los dos números juntos. Por ejemplo, si la persona X se involucra en una transacción de la longitud del brazo con la persona Y para sumar los dos números, y la persona Y de hecho suma los dos números, entonces amba's personas X y Y ejecutan el paso tal como se mencionó: la persona Y en virtud del hecho de que realmente sumó los números, y la persona X en virtud del hecho de que la persona Y ocasionó que se sumaran los números. Además, si la persona X está ubicada dentro de los Estados Unidos y la persona Y está ubicada fuera de los Estados Unidos, entonces el método se realiza en los Estados Unidos en virtud de que la participación de la persona X está ocasionando que se lleve a cabo el paso.

Claims (19)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito la presente invención, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. - Un método que comprende: alimentar materia prima utilizada para formar una estructura cónica en un dispositivo de curvatura de manera que : cada punto en la materia prima experimenta movimiento rotacional alrededor de una ubicación de pico de la estructura cónica; y la materia prima encuentra una porción predecesora de la materia prima a lo largo de uno o más bordes adyacentes.

2. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la ubicación del pico se mueve a lo largo de un eje fijo.

3. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la materia prima es trapezoidal.

4. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de curvatura incluye un triple rollo.

5. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la alimentación de la materia prima al dispositivo de curvatura no imparte deformación a la materia prima .

6. - El método de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende unir la materia prima a la porción predecesora a lo largo de uno o más borde adyacentes.

7. - El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la unión de la materia prima incluye completar una técnica seleccionada del grupo que consiste de: soldadura, aplicación de un adhesivo, y aplicación de un sujetador mecánico.

8. - Un sistema que comprende: un triple rollo configurado para impartir un grado controlable de curvatura a la materia prima; un sistema de alimentación con la capacidad para: impartir un primer componente de movimiento de traslación a la materia prima en una primera porción sobre la materia prima; impartir un segundo componente de movimiento de traslación a la materia prima en un segundo punto en la materia prima; y rotar la materia prima alrededor de un punto en el sistema de alimentación.

9. - El sistema de conformidad con la reivindicación 8, que además comprende un sistema de control configurado para ocasionar que: el sistema de alimentación alimente materia prima al triple rollo de manera que la materia prima experimente movimiento rotacional alrededor de un pico de una estructura frusto-cónica; y el triple rollo para impartir un grado de curvatura a la materia prima que varia con el paso del tiempo.

10. - El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el sistema de alimentación incluye: un rodillo que opera para alimentar la materia prima al triple rollo a lo largo de la dirección de alimentación, y un posicionador operable para trasladar la materia prima en una dirección diferente de la dirección de alimentación.

11. - El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el sistema de alimentación incluye un par de rodillos impulsados de manera diferente colectivamente operables para rotar la materia prima alrededor del pivote móvil y para trasladar la materia prima en la dirección de alimentación .

12. - El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el triple rollo incluye un par de rodillos impulsados de manera diferente colectivamente operables para rotar la materia prima alrededor del pivote móvil y para trasladar la materia prima en la dirección de alimentación .

13. - El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el sistema de alimentación incluye un par de posicionadores que son colectivamente operables para trasladar la materia prima al triple rollo a lo largo de la dirección de alimentación, rotar la materia prima alrededor del pivote móvil, y trasladar la materia prima en la dirección diferente de la dirección de alimentación.

14. - El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el sistema de alimentación incluye un par de desmontadores que son colectivamente operables para trasladar la materia prima al triple rollo a lo largo de la dirección de alimentación, rotar la materia prima alrededor del pivote móvil y trasladar la materia prima en la dirección diferente de la dirección de alimentación.

15. - El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque una ubicación del pico se mueve con relación al triple rollo mientras que la materia prima es alimentada a través del triple rollo.

16. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la alimentación de la materia prima en el dispositivo de curvatura incluye variar un ángulo en-alimentación de la materia prima con respecto a una dirección de alimentación de manera que cada punto en la materia prima se traslada tangencialmente a un circulo imaginario correspondiente de radio constante centrado en la ubicación del pico.

17. - El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la modificación del ángulo en-alimentación incluye impartir al menos uno de un movimiento rotacional y un movimiento de traslación a la materia prima con relación a la dirección de alimentación.

18. - Un sistema que comprende: un triple rollo configurado para impartir un grado controlable de curvatura a la materia prima; y medios para alimentar materia prima a través del triple rollo mediante movimiento rotacional alrededor de un pico de una estructura frusto-cónica.

19. - El sistema de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque una ubicación del pico se mueve con relación al triple rollo mientras que la materia prima es alimentada a través del triple rollo.