MXPA02008426A - Sistema inteligente de maquinas-herramienta. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a un sistema de maquinas-herramienta (30) que incluye una herramienta (32), para moldear en frio una pieza de trabajo en un ciclo operativo, y un dispositivo sensor (40) que detecta cada ciclo operativo de la herramienta (32); los datos de identificacion para la herramienta (32) y los datos operativos para la herramienta (32)se almacenan en un dispositivo electronico (34, montado fijamente en la herramienta (32); por lo menos un dispositivo de interfaz (46) proporciona comunicacion entre el dispositivo electronico (34) y el dispositivo sensor (40).

Description

SISTEMA INTELIGENTE DE MAQUINAS-HERRAMIENTA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente a métodos y aparatos para la perforación con martillo (taladrado de barrenos profundos) o moldear en frío piezas de trabajo en máquinas perforadoras con martillo, máquinas de encabezamiento o máquinas de laminado de roscas, incluyendo máquinas combinadas como máquinas para elaborar tornillos. En troqueles para laminar roscas, a los que se refiere la invención, las piezas de trabajo se transforman en tornillos acabados mediante un procedimiento de laminado conforme las piezas de trabajo pasen entre un par de troqueles generalmente planares alargados. Uno de los troqueles es estacionario y el otro troquel se desplaza en relación con el otro para producir un flujo de material superficial en la pieza de trabajo para formar un paso de rosca helicoidal en el tornillo. En las máquinas de troqueles para laminar roscas, para las que la invención es particularmente aplicable, un troquel más corto de un par de troqueles se mantiene en una relación estacionaria, mientras que el troquel más largo se mueve en una dirección generalmente paralela a un plano de referencia longitudinal. El eje de rotación del cuerpo de la pieza de trabajo se desplaza longitudinalmente conforme la pieza de trabajo ruede entre el par de troqueles. El diámetro de la rosca acabada se controla mediante el diámetro de la pieza de trabajo y la distancia entre los troqueles en el extremo acabado de la carrera. Los troqueles se configuran de tal modo que, cuando la pieza de trabajo ruede sobre los troqueles, se forma la rosca deseada en la pieza de trabajo. El laminado de roscas se realiza también mediante troqueles y máquinas cilindricas o planetarias, y esta invención es aplicable a todas las configuraciones conocidas. Para ser competitivo en mercado, los fabricantes deben mantener un ambiente de fabricación rentable y responder apropiadamente a las demandas de los consumidores. Con frecuencia, estos dos objetivos pueden estar en conflicto. Por ejemplo, los costos pueden reducirse manteniendo inventarios bajos de materiales brutos, productos acabados y la fabricación de herramientas. Sin embargo, si tales inventarios son demasiado bajos, es posible que el fabricante no sea capaz de responder oportunamente al pedido del consumidor. Típicamente, los fabricantes logran un equilibrio en donde mantienen cierto inventario mínimo de materiales brutos y/o productos acabados, de tal modo que un pedido hipotético pueda completarse dentro de un periodo de tiempo aceptable. Estos fabricantes también monitorean la preparación de sus herramientas para asegurar que se reciban nuevos herramentales justo cuando los herramentales viejos lleguen al final de su vida útil. Cada conjunto de herramientas tiene una vida útil que se define por un número máximo de ciclos de operación que pueden realizarse antes de que el desgaste acumulado impida el uso. Existen varios factores que pueden modificar la vida útil de un conjunto de herramientas. Por ejemplo, el índice de desgaste de herramientas es proporcional a la dureza del material de las piezas de trabajo, en donde el índice del desgaste de los troqueles incrementa a medida que aumenta la dureza del material. En consecuencia, la vida útil de un conjunto de troqueles que se utiliza para formar roscas en piezas de trabajo compuestas de acero inoxidable relativamente duro es más corta que la vida útil de un conjunto de troqueles idéntico que se emplea para formar roscas en piezas de trabajo compuestas de acero de carbono relativamente blando. El monitoreo eficaz de la vida útil de conjuntos de herramientas, que se utilizan para producir muchos ciclos cortos de producción y/o para producir componentes compuestos de diferentes materiales, puede ser problemático. A pesar de que el número de componentes producidos en cada ciclo o de cada material puede determinarse de una manera bastante fácil, los sistemas de registro convencionales para rastrear la vida útil del conjunto de herramientas son incómodos y producen errores que pueden originar costos elevados para el fabricante y proveedor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En pocas palabras, la invención, en una forma preferida, es un sistema de máquinas-herramienta que incluye una herramienta para moldear una pieza de trabajo en frío a lo largo de un ciclo operativo. La herramienta comprende un dispositivo electrónico montado fijamente en la misma, que incluye medios para almacenar datos de identificación para la herramienta y datos operativos para la herramienta. El sistema comprende también un dispositivo sensor que detecta cada ciclo operativo de la herramienta y, por lo menos, un dispositivo de interfaz que facilita la comunicación entre el dispositivo electrónico y el dispositivo sensor. De preferencia, el dispositivo sensor se encierra en un material sellador dentro de un hueco en una superficie exterior de la herramienta. El dispositivo electrónico puede incluir una antena que se extiende dentro del material sellador o un conductor eléctrico o de fibra óptica que se extiende a través del material sellador hacia la superficie de la herramienta. El dispositivo de interfaz del sistema de máquina-herramienta incluye un sistema de monitoreo de procedimientos con un teclado, un monitor y un microprocesador. El sistema de monitoreo de procedimientos puede comprender un sensor térmico para medir la temperatura de la herramienta y/o un detector de flujo para monitorear el flujo del refrigerante hacia la herramienta. Por lo general, el dispositivo de interfaz incluye también un lector electrónico portátil. El lector electrónico portátil incluye una primera interfaz de transmisión de datos para enviar y recibir señales al dispositivo electrónico, una memoria para almacenar las señales recibidas del dispositivo electrónico y una segunda interfaz de transmisión de datos para transmitir las señales almacenadas al sistema de monitoreo de procedimientos. El lector electrónico portátil puede comprender también una pantalla para ver las señales recibidas del dispositivo electrónico. El sistema de máquinas-herramienta proporciona un medio para monitorear el ciclo de vida de la herramienta. Cada herramienta de moldeado en frío tiene una vida útil que puede expresarse como el número de ciclos operativos que pueden esperarse de la herramienta antes de que dicha herramienta deje de operar apropiada o eficazmente. El dispositivo sensor detecta cada ciclo operativo de la herramienta y transmite los datos acerca de los ciclos operativos al dispositivo electrónico, en donde se almacenan tales datos de los ciclos operativos. El sistema de monitoreo puede tener acceso a los datos de identificación y los datos de ciclos operativos almacenados en el dispositivo electrónico, o el lector electrónico portátil puede utilizarse para calcular el número de ciclos operativos en los que se ha utilizado la herramienta. Al restar el número de ciclos operativos en los que se ha utilizado la herramienta del número esperado de ciclos operativos a lo largo de la vida de la herramienta, proporciona una medida de la vida restante de la herramienta. Es un objetivo de la invención proveer un sistema de máquinas-herramienta que monitorea automáticamente el uso de la herramienta, facilitando la determinación de la vida restante de la herramienta. Asimismo, es un objetivo de la invención proveer un sistema de máquinas-herramienta que facilita la identificación y el inventario de múltiples herramientas.

Otros objetivos y ventajas de la invención serán evidentes a partir de los dibujos y la especificación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención puede comprenderse mejor y sus diversos objetivos y ventajas serán evidentes para los expertos en la técnica mediante la referencia a los dibujos adjuntos en donde: La figura 1 es un diagrama esquemático de una primera modalidad de un sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la invención; La figura 2 es una vista superior parcialmente esquemática de la máquina-herramienta de la figura 1 que comprende un troquel estacionario corto y un troquel desplazable largo en una posición pareada, el troquel estacionario consta de un hueco que contiene un microchip; La figura 3 es un diagrama esquemático de una segunda modalidad de un sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la invención; La figura 4 es una vista superior parcialmente esquemática de la máquina-herramienta de la figura 2 que comprende un troquel estacionario corto y un troquel desplazable largo en una posición pareada, el troquel estacionario consta de un hueco que contiene un sensor y/o un microchip y/o una fuente de poder piezoeléctrica; La figura 5 es una vista esquemática del lector electrónico manual de las figuras 1 y 3; Las figuras 6a a 6d son una representación esquemática de un procedimiento de encabezamiento en frío que utiliza una tercera modalidad de un sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la invención y La figura 7 es una vista en perspectiva, parcialmente en corte, de una máquina utilizando una cuarta modalidad de un sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Con referencia a los dibujos, en donde numerales ¡guales representan partes iguales en las figuras, un troquel estacionario 10 y un troquel desplazable 12 se utilizan para laminar una rosca en una pieza de trabajo para producir un tornillo acabado mediante un método de troquel plano oscilante. El troquel movible oscilante 12 se mueve en relación con el troquel estacionario 10 en la dirección de las flechas 14 en las figuras 2 y 4 para definir un ciclo de laminado. A medida que la pieza de trabajo ruede longitudinalmente entre los extremos iniciales y finales 16, 18 del troquel estacionario 10, se forma una rosca en la pieza de trabajo. Como se ilustra en las figuras 2 y 4, los troqueles 10, 12 constan de lados opuestos 20, 22, configurados con estrías y ranuras que forman las roscas y definen, por ejemplo, el paso, diámetro más grande, diámetro más pequeño y el tipo de rosca del tornillo acabado. Los troqueles 10, 12, durante cada ciclo de laminado, penetran de forma cooperativa y gradual la pieza de trabajo para moldear el tornillo acabado. Los troqueles 10, 12 se configuran de modo que la cantidad más pequeña posible de trabajo se realice en la sección de detención para maximizar la vida del troquel. Un dedo de arranque (que no se ¡lustra) engrana la pieza de trabajo en blanco para asegurar que el troquel móvil 12 recoja el blanco e inicie el procedimiento de laminado. Para la mayoría de las aplicaciones, cuando la pieza de trabajo comienza en el extremo de inicio 16, 24 de cada troquel 10, 12, las roscas son profundas y filosas. En las secciones de detención 26, 28, las roscas son planas y menos profundas. Las roscas del extremo de inicio son filosas para facilitar la penetración cuando el tornillo empieza a dar vueltas y se hacen progresivamente más amplias a lo largo de la longitud del troquel, hasta que finalmente alcancen un ancho y una profundidad equivalente a la forma deseada de la rosca. Los troqueles 10, 12 se alinean o se "parean" para producir el continuo óptimo apropiado de la rosca. La forma del troquel final se denomina sección de detención 26, 28 y se extiende a lo largo del troquel 10, 12 sobre una distancia suficientemente larga para dimensionar el tornillo de manera apropiada. La rosca y la punta se desarrollan por completo justo antes de separar los troqueles. Para cada ciclo de laminado existe un ciclo de presión asociado. Como se describe con anterioridad, lo afilado de las roscas y el ancho de las roscas varían a lo largo de la longitud de los troqueles 10, 12. En consecuencia, la fuerza de presión aplicada en la pieza de trabajo por los troqueles 10, 12 varía conforme la pieza de trabajo avance a través del ciclo de laminado. Un ciclo de presión idóneo puede calcularse y compararse con el ciclo de presión observado de un sistema de laminado de roscas en operación como una medida para monitorear su rendimiento. Por ejemplo, el sistema de monitoreo de procedimientos IMPAX/SK 3000™ monitoreo y despliega la fuerza de presión de laminado en cada ciclo de laminado del sistema de laminado de roscas. El ciclo de presión idóneo se despliega simultáneamente, de modo que el operador cuente con información en tiempo real acerca de desviaciones de las condiciones óptimas de operación del sistema. El sistema de monitoreo de procedimientos IMPAX SK 3000™ utiliza un dispositivo de detección piezoeléctrico montado en un bloque ajustador de troqueles para detectar la presión que los troqueles aplican en la pieza de trabajo. Otros sistemas de monitoreo de procedimientos de sistemas de laminado de roscas pueden emplear otros sensores y ubicar dichos sensores en el bloque del troquel, el bastidor o la culata. Los sistemas de monitoreo de procedimientos convencionales pueden utilizarse de diferentes maneras. Una desviación persistente entre el ciclo de presión medido y el ciclo de presión idóneo indica generalmente que la configuración del sistema de laminado de roscas es inapropiada. Cuando esto ocurre, el operador puede ajusfar la configuración del sistema de laminado de roscas para minimizar o eliminar tales desviaciones, optimizando así el rendimiento del sistema. Una desviación puede indicar que un tornillo defectuoso se produjo durante el ciclo de laminado en donde se observó la desviación. Cuando esto ocurre, el operador puede revisar la producción del sistema de laminado de roscas para verificar la calidad del producto. Con respecto a las figuras 1 y 2, una primera modalidad 30 de un sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la invención incluye una herramienta de moldeado en frío 32, tal como un par de troqueles de laminado de roscas planos 10, 12, con un dispositivo electrónico empotrado como un microchip 34. De preferencia, el microchip 34 se coloca en un hueco 36 en el troquel estacionario 10 y se monta dentro del hueco 36 mediante un material sellador 38, como un compuesto de impregnación o epoxi, que sella el hueco 36 contra la infiltración de materia particulada y líquidos. Una antena 40, que se extiende desde el microchip 34, puede disponerse también dentro del material sellador 38. Alternativamente, un conductor eléctrico o de fibra óptica 42 puede extenderse desde el microchip 38, hacia por lo menos la superficie del troquel estacionario 10. El microchip 34 incluye por lo menos una porción de memoria 44 y una porción de transmisión de datos 46. La porción de memoria 44 tiene suficiente capacidad de almacenamiento para almacenar la identificación y diseño de la herramienta que no cambia a lo largo de la vida útil de la herramienta y los datos operativos de la herramienta que se actualizan cuando la herramienta se utiliza en el procedimiento de fabricación. Los datos de herramienta permanentes para un conjunto de troqueles para el laminado de roscas pueden incluir el número de parte del cliente, el número de parte del fabricante, información sobre la configuración como una curva de fuerza óptima de laminado y la vida útil expresada como un número de ciclos de laminado. Los datos operativos para un conjunto de troqueles para el laminado de roscas 10, 12 puede incluir le fecha/hora de cada arranque, la fecha/hora de cada operación, el número de ciclos de laminado en cada operación, el número de ajustes de configuración en cada operación y la vida restante de la herramienta expresada en un número de ciclos de laminado. El microchip 34 almacena los datos permanentes y los datos operativos ty comunica estos datos cuando los solicita un lector electrónico. La porción de transmisión de datos 46 incluye todos los componentes de circuito y/o software que se requieren para transmitir y recibir los datos operativos. Debe comprenderse que cualquier dispositivo electrónico, que incluye por lo menos las porciones de memoria y transmisión de datos 44, 46, que se describen con anterioridad y que es suficientemente pequeño y robusto para empotrarse en una herramienta de moldeado en frío 32, puede utilizarse en la presente invención. La máquina de moldeado en frío 48, en la que se monta la herramienta de moldeado en frío 32, incluye un sistema de monitoreo de procedimientos 50 con un lector electrónico 52 que comunica con el microchip 34 empotrado en la herramienta de moldeado en frío 32. Esta comunicación puede realizarse mediante microonda, Rf, infrarrojo u otro tipo de radiación común del espectro electromagnético. El sistema de monitoreo de procedimientos 50 incluye también sensores 54 para detectar diferentes parámetros operativos de la herramienta de moldeado en frío 32. Los sensores 54 pueden comprender un sensor, como un sensor piezoeléctrico capaz de detectar el ciclo de presión, para detectar la operación de la herramienta de moldeado en frío, un sensor térmico para medir la temperatura de la herramienta de moldeado en frío o un detector de flujo para monitorear el flujo del refrigerante hacia la herramienta de moldeado en frío. El sistema de monitoreo de procedimientos 50 puede comprender también un teclado 56 para introducir datos, un monitor 58 para desplegar información sobre el procedimiento, como el ciclo de presión, y una salida de datos 60 a un sistema de programador maestro o un sistema de control del sistema. Los sensores del sistema de monitoreo de procedimientos 54 y/o el teclado del sistema de monitoreo de procedimientos 56 se utilizan para introducir todos los parámetros que se registran en el microchip 34. Un microprocesador 62 en el sistema de monitoreo de procedimientos 50 realiza los cálculos necesarios para convertir las señales de entrada o transformar los datos detectados o introducidos en la forma requerida para el almacenamiento en el microchip 34. Por ejemplo, el microprocesador 62 calcula la vida útil restante de la herramienta de moldeado en frío 32 con base en la salida del sensor 54 que detecta la operación de la herramienta de moldeado en frío 32 y los datos sobre la vida esperada y datos sobre usos previos en el microchip 34. De preferencia, la señal de datos/consulta recibida por la porción de transmisión de datos 46 del microchip 34 proporciona la potencia requerida por el microchip 34 para registrar los datos o responder a la consulta y, por lo tanto, no se requiere una fuente de poder extema. Si la señal de datos/consulta no proporciona suficiente potencia, puede utilizarse una fuente de poder externa. Una batería montada en el hueco 36 puede emplearse como fuente de poder externa. Asimismo, puede aprovecharse la fuerza de vibración generada por ia máquina. Alternativamente, una conexión de datos/potencia puede proporcionarse entre el sistema de monitoreo de procedimientos 50 y el microchip a través del conductor eléctrico 42. Si se utiliza una fuente de poder externa, el microchip 34 puede emplearse para realizar varias funciones que requieren mucha potencia. Por ejemplo, los cálculos efectuados por el microprocesador 62 los debe realizar el microchip 34. En relación con la figura 5, el sistema de máquinas-herramienta incluye también un lector electrónico manual portátil 64. El lector electrónico manual 64 incluye una porción de comunicaciones 66, que comprende componentes de circuito y/o software necesarios para enviar y recibir señales de datos y consultas, una interfaz de transmisión de datos 68 para enviar y recibir señales al microchip 34 y una interfaz de transmisión de datos 70 para transmitir los datos almacenados al sistema de control central o algún otros sistema de monitoreo central. El lector electrónico manual 64 comprende también la memoria 72 para almacenar los datos recibidos en respuesta a la solicitud y puede incluir una pantalla 74 para ver los datos recibidos del microchip 34.

El lector electrónico manual 64 proporciona flexibilidad al sistema de máquinas-herramienta referido 30, 30'. Por ejemplo, si la pantalla 58 del sistema de monitoreo de procedimientos 50 se encuentra en una posición lejana de la herramienta de moldeado en frío 32, el lector electrónico manual 64 permite que el operador solicite y vea los datos almacenados mientras se encuentra en la herramienta de moldeado en frío 32. Además de las herramientas de moldeado en frío 32 que se utilizan en cualquier momento en las máquinas de moldeado en frío 48, la mayoría de los fabricantes cuentan con un cofre de herramientas que contiene las herramientas 32 que no se encuentran en uso activo. Cuando se concluye el ciclo de producción de un primer tipo de tornillo, el primer conjunto de troqueles 10, 12 (que se ha estado utilizando para producir el primer tipo de tornillo) se elimina de la máquina de moldeado en frío, un segundo conjunto de troqueles 10, 12, diseñado para producir el segundo tipo de tomillo se elimina del cofre de herramientas y se monta en la máquina de moldeado en frío 48, y la máquina de moldeado en frío 48 inicia el ciclo de producción del segundo tipo de tornillo. Si el primer conjunto de troqueles 10, 12 no ha alcanzado el final de su vida útil, se coloca en el cofre de herramientas para utilizarse en el siguiente ciclo de producción del primer tipo de tornillo. Si el primer conjunto de troqueles 10, 12 ha alcanzado el final de su vida útil, se desecha, se adquiere un nuevo primer conjunto de troqueles 10, 12 y se coloca en el cofre de herramientas. Por lo tanto, el cofre de herramientas contiene generalmente conjuntos de troqueles nuevos y usados. Con un buen control administrativo, un fabricante puede saber fácilmente cuáles herramientas de moldeado en frío 32 se encuentran instalados en las máquinas de moldeado en frío 48 y cuáles herramientas de moldeado en frío 32 se encuentran almacenados en el cofre. Sin embargo, es más difícil para el fabricante saber cuáles de las herramientas de moldeado en frío 32 son nuevas y cuáles usados y aún más difícil saber cuántas partes pueden producirse por uno de las herramientas de moldeado en frío 32 usados. El lector electrónico manual 64 y el microchip 34 empotrado proporcionan un medio para fácilmente conducir y mantener un inventario exacto de las herramientas de moldeado en frío 32 del fabricante. Más importante aún, un inventario conducido con el lector electrónico manual referido 64 y el microchip 34 empotrado incluye información de fácil acceso y actualizada acerca del historial operativo de cada una de las herramientas de moldeado en frío 32 y la vida útil restante. Para realizar el inventario, el usuario simplemente pasa el lector electrónico manual 64 por cada herramienta de moldeado en frío 32. Durante cada pasada, el lector 64 interroga herramienta 32, la herramienta 32 transmite los datos almacenados en el microchip 34 y los datos transmitidos se almacenan en la memoria 72. Dependiendo de la capacidad de la memoria 72, la cantidad de datos que se reciben de cada herramienta 32 y el número de herramientas 32 que debe inventariarse, los datos almacenados se descargan periódicamente a la computadora central durante el inventario o al final del inventario, y la computadora central compila una lista de inventario. La consulta de datos puede personalizarse, dependiendo de las necesidades de un inventario particular. Debe comprenderse que la exactitud y facilidad de uso de este método de inventario depende del microchip 34 que se encuentra empotrado en e inseparable de cada herramienta de moldeado en frío 32. La modalidad 30' ilustrada en las figuras 3 y 4 es muy similar a la primera modalidad 30, con la principal excepción de que un dispositivo sensor 76, como un dispositivo piezoeléctrico, se monta en el hueco 36 y se encuentra en comunicación con el microchip 34. En consecuencia, la señal del dispositivo sensor puede recibirse directamente por el microchip 34 en lugar del microprocesador 62' en el sistema de monitoreo de procedimientos. De preferencia, la señal del dispositivo sensor proporciona la potencia requerida por el microchip 34 para registrar los datos. Alternativamente, puede utilizarse una fuente de poder externa, como una batería o una conexión eléctrica con el microprocesador. Similar a la primera modalidad, el microchip 34 puede realizar cualquier cálculo y conversión de datos que se necesiten si se emplea una fuente poder externa. De lo contrario, el microprocesador 62' del sistema de monitoreo de procedimientos efectúa los cálculos requeridos y la conversión de datos. El sistema de monitoreo de procedimientos incluye un lector electrónico 52', sensores adicionales, un teclado 56', un monitor 58' y una salida de datos 60' a un sistema programador maestro o un sistema de control de máquina. Las figuras 6a a 6d muestran la secuencia básica de acciones en una máquina de encabezamiento de carrera doble con troqueles sólidos tipo estándar. En la figura 6a, el alambre 78 se muestra conducido a través del troquel de corte 80 hasta que alcance el tope de alambre 82. Al ajusfar la posición de este tope 82. el operador determina la longitud del blanco 86. En la figura 6 b, la cuchilla de corte 84 ya ha cortado el blanco 86 de la bobina y lo ha llevado (el blanco) al troquel de encabezamiento 88. la carrera de la cuchilla se ajusta para parar cuando el blanco 86 se centra en el troquel de encabezamiento 88. En la figura 6c, el primer punzón 90 avanza para realizar el primer golpe. Los punzones primero y segundo 90, 92 se llevan ambos en el pistón o compuerta 94 (ambos términos son de uso común). Cuando el primer punzón 90 comienza su recorrido hacia delante, empuja el blanco 86 en el troquel de encabezamiento 88, hacia arriba contra el perno extractor 96 (si no se ha realizado ninguna extrusión). En este punto, el blanco 86 se somete a la fuerza completa del primer punzón 90, y comienza a fluir en su nueva forma. Cuando se haya concluido el primer golpe, la extrusión, si la hay, se efectúa y la cabeza se volcó en la forma cónica, lista para el moldeado final. En relación con la figura 6d, el mecanismo operado por leva cambia los punzones 90, 92 después del primer golpe para que el segundo punzón 92 se alinee con el troquel de encabezamiento 88. La compuerta 94 avanza nuevamente, se da el segundo o último golpe y se retira la compuerta 94. Cuando se retira, los punzones 90, 92 se cambian ahora, de modo que el primer punzón 90, o punzón cónico, se encuentre de nuevo en la posición para recibir el nuevo blanco. Mientras tanto, cuando la compuerta 94 se está retirando, el perno extractor 96 avanza hacia llegar a la cara del troquel 88, forzando que la parte acabada 98 salga delante de él. Cuando la compuerta 94 alcanza su posición completamente retirada, la parte acabada se expulsa y cae en una bandeja colectora 100. La cuchilla de corte 84 ya comienza a mover un nuevo blanco en su posición, listo para iniciar el ciclo de nuevo. Como se muestra en las figuras 6c y 6d, un sensor 102, 102' y un microchip 104, 104' se montan en un hueco en cada una de las compuertas 94 y el troquel de encabezamiento 88. Los sensores 102, 102' detectan cada operación de la herramienta de moldeado en frío y transmiten una señal a un sistema de monitoreo de procedimientos para que lo utilice el sistema y para almacenarla en el microchip 104, 104'. En relación con la figura 7, la perforación con martillo es un procedimiento de remoción de metales utilizando una máquina perforadora 108, un sistema refrigerante de alta presión 110 y un taladro de martillo de uno o dos canales 112. El procedimiento de perforación con martillo es una operación controlada que ofrece precisión de tamaño, ubicación, acabado y rectitud en donde tolerancias críticas son importantes. Los beneficios adicionales son reducción de rebabas, agujeros sin barbas, conformación de fondos y agujeros ciegos, así como la entrada con superficies que no sean de 90 grados. La repetibilidad facilita el uso de esta aplicación en equipos numéricamente controlados. Además de las máquinas de perforación con martillo dedicados 108, los taladros de martillo 112 y los sistemas refrigerantes 110 se complementan fácilmente con centros de maquinado CNC, tornos y fresadoras, proporcionado los usuarios con todos los beneficios del procedimiento con una inversión relativamente pequeña. La incorporación de taladros de martillo 112 en otros tipos de maquinaria requiere a menudo un agujero de arranque poco profundo (1 a 2 diámetros) en lugar de un cojinete de arranque 116 de la máquina de perforación con martillo. La punta del taladro de martillo 114 se coloca entonces en el agujero previamente perforado antes de engranar la broca. El taladro de martillo 112 es una herramienta básica sencilla con tres partes esenciales: la punta 114, el vastago 118 y la guía 120. Estas partes se encuentran soldadas entre sí para conformar una unidad correctamente alineada. La punta 114 es la parte más crítica de los tres elementos. La punta 114 corta el agujero y mantiene la precisión al guiar el taladro a través de la parte, produciendo agujeros de precisión en un paso. La punta o broca tiene dos ángulos básicos que pueden variarse para obtener resultados óptimos, dependiendo del material que se perforará. Estos ángulos deben equilibrar fas fuerzas de corte, distribuyéndolas a las almohadillas de cojinete para mantener el taladro concéntrico. La punta 114 tiene un diámetro ligeramente más largo que el vastago, facilitando así que el vastago 118 gire libremente sin estar en contacto con la pared del agujero. Existe un agujero de aceite a través de la punta 114 que se alinea con el canal de aceite del vastago para facilitar el flujo correcto del refrigerante a presiones latas al filo de corte. Como se muestra en la figura 7, un sensor 122 y un microchip 124 se montan en un hueco 126 en el taladro de martillo 112. El sensor 122 detecta cada operación del taladro de martillo 112 y transmite una señal a un sistema de monitoreo de procedimientos para que la utilice el sistema y se almacene en el microchip 124. Debe comprenderse que las máquinas-herramienta de encabezamiento, roscado y perforación con martillo, que se describen con anterioridad, pueden incluir sensores, que no sean sensores de carga, para monitorear parámetros del sistema adicionales. Por ejemplo, los sensores 128, 130, 132 pueden ubicarse también en otros componentes del sistema de perforación con martillo, como se muestra en la figura 7. Los sensores 128 en el sistema refrigerante 110 pueden estar provistos para detectar el flujo y/o la temperatura del flujo del refrigerante. A pesar de que se han mostrado y descrito las modalidades preferidas, es posible realizar diferentes modificaciones y sustituciones sin desviarse del propósito y alcance de la invención. En consecuencia, debe comprenderse que la presente invención se ha descrito por propósitos de ilustración y no de limitación.

Claims (31)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un sistema de máquinas-herramienta que comprende: una herramienta para conformar en frío una pieza de trabajo durante un ciclo operativo; la herramienta incluye un dispositivo electrónico montado fijamente en ella, el dispositivo electrónico comprende medios para almacenar datos, incluyendo datos de identificación para la herramienta y datos operativos para la herramienta; un dispositivo sensor que detecta cada ciclo operativo de la herramienta y por lo menos un dispositivo de interfaz en comunicación con el dispositivo electrónico y el dispositivo sensor.

2.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende un material sellador; la herramienta tiene una superficie exterior y define un hueco extendiéndose desde la superficie, el dispositivo electrónico se dispone dentro del hueco y se encierre por el material sellador, el dispositivo electrónico tiene una antena extendiéndose dentro del material sellador.

3.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende un material sellador; la herramienta tiene una superficie exterior y define un hueco extendiéndose desde la superficie, el dispositivo electrónico se dispone dentro del hueco y se encierre por el material sellador, el dispositivo electrónico tiene un conductor de fibra óptica extendiéndose a través del material sellador hacia, por lo menos, la superficie de la herramienta.

4.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque por lo menos un dispositivo de interfaz incluye un sistema de monitoreo de procedimientos con un teclado, un monitor y un microprocesador.

5.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el sistema de monitoreo de procedimientos incluye también un sensor térmico para medir la temperatura de la herramienta.

6.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la herramienta consta también de un sistema de refrigeración que conduce un flujo de refrigerante a través de la herramienta, y el sistema de monitoreo de procedimientos también comprende un detector de flujo para monitorear el flujo del refrigerante.

7.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque por lo menos un dispositivo de interfaz incluye también un lector electrónico portátil.

8.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el lector electrónico portátil incluye una primera interfaz de transmisión de datos para enviar y recibir señales al dispositivo electrónico, una memoria para almacenar las señales recibidas del dispositivo electrónico y una segunda interfaz de transmisión de datos para transmitir las señales almacenadas al sistema de monitoreo de procedimientos.

9.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el lector electrónico portátil incluye también una pantalla para ver las señales recibidas del dispositivo electrónico.

10.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el dispositivo electrónico y el dispositivo de interfaz incluyen cada uno una porción de comunicaciones; la porción de comunicaciones del dispositivo de interfaz incluye medios para transmitir una señal de datos/consulta, la porción de comunicaciones del dispositivo electrónico incluye medios para recibir la señal de datos/consulta y activar los medios para almacenar los datos con la señal de datos/consulta.

11.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque una fuente de poder montada en la herramienta.

12.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la herramienta incluye un punzón, un troquel y un pistón, el dispositivo sensor comprender sensores primero y segundo y el dispositivo electrónico comprende un primer microchip, el troquel y el pistón definen un hueco, el primer sensor y el primer microchip se encuentran montados dentro del hueco del troquel, el segundo sensor se encuentra montado dentro del hueco del pistón.

13.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque el dispositivo electrónico comprende adicionalmente un segundo microchip montado dentro del hueco del pistón.

14.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la herramienta es un taladro de martillo que define un hueco; el sensor se encuentra montado dentro del hueco del taladro de martillo.

15.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el dispositivo electrónico se encuentra montado dentro del hueco del taladro de martillo.

16.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los datos de identificación para la herramienta se seleccionan entre el número de parte del cliente, el número de parte de fabricante, información de fabricación, información de configuración, vida útil y cualquier combinaciones de los mismos.

17.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque la información de configuración comprende una curva de fuerza óptima de laminado.

18.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque la vida útil es un número predeterminado de ciclos de laminado.

19.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los datos operativos para la herramienta se seleccionan entre fecha/hora de cada arranque, fecha/hora de cada operación, número de ciclos de laminado realizados en cada operación, número de ajustes de configuración realizados en cada operación, incidentes de fuerza anormal, patrones de desgaste por operación, vida restante de la herramienta y cualquier combinación de los mismos.

20.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la vida restante de la herramienta se calcula restando el número de ciclos de laminado efectuados por la herramienta de un número predeterminado de ciclos de laminado.

21.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque no se conectan otra fuentes de poder al dispositivo electrónico.

22.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque la fuente de poder es una batería.

23.- El sistema de máquinas-herramienta de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el dispositivo sensor es un dispositivo piezoeléctrico, dicho dispositivo piezoeléctrico emite una señal que indica el ciclo operativo de la herramienta, dicha señal activa los medios para almacenar datos y dicho dispositivo piezoeléctrico es la fuente de poder.

24.- Un método para monitorear el ciclo de vida de una herramienta de moldeado en frío en un sistema de moldeado en frío, la herramienta incluye un dispositivo electrónico montado fijamente en ella, el método comprende los pasos de: almacenar datos de identificación para la herramienta en el dispositivo electrónico; detectar cada ciclo operativo de la herramienta con un dispositivo sensor de ciclos operativos y transmitir los datos de ciclos operativos desde el dispositivo sensor de señales operativas y recibir y almacenar los datos de ciclos operativos en el dispositivo electrónico.

25.- El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque el sistema de moldeado en frío incluye también un sistema de monitoreo de procedimientos, el método comprende además los pasos de: recibir los datos de ciclos operativos en el sistema de monitoreo de procedimientos y transmitir los datos de ciclos operativos desde el sistema de monitoreo de procedimientos al dispositivo electrónico.

26.- El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque el sistema de moldeado en frío incluye un sensor térmico, el método comprende adicionalmente los pasos de: detectar la temperatura de la herramienta y transmitir una señal, que corresponde a la temperatura detectada de la herramienta, al sistema de monitoreo de procedimientos.

27.- El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque comprende adicionalmente los pasos de: tener acceso a los datos de identificación y los datos de ciclos operativos almacenados en el dispositivo electrónico con el sistema de monitoreo de procedimientos y desplegar los datos de identificación y los datos de ciclos operativos en el sistema de monitoreo de procedimientos.

28.- El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque comprende adicionalmente los pasos de tener acceso a los datos de identificación y los datos de ciclos operativos, almacenados en el dispositivo electrónico, con un lector portátil.

29.- El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque comprende adicionalmente los pasos de registrar los datos de identificación y los datos de ciclos operativos en el lector portátil.

30.- El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque comprende adícionalmente los pasos de desplegar los datos de identificación y los datos de ciclos operativos en el lector portátil.

31.- El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque comprende adicionalmente los pasos de: determinar el número esperado de ciclos operativos a lo largo de la vida de la herramienta; tener acceso a los datos de identificación y los datos de ciclos operativos almacenados en el dispositivo electrónico; calcular el número de ciclos operativos en los que se ha utilizado la herramienta a partir de los datos de ciclos operativos y restar el número de ciclos operativos en los que se ha utilizado la herramienta del número esperado de ciclos operativos a lo largo de la vida de la herramienta para determinar la vida restante de la herramienta.