MXPA97001769A - Procedimiento para la elaboracion de piezas detrabajo desde materiales solidos asi comodispositivo para llevar a cabo el procedimiento - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a método para conformar una pieza de trabajo de vidrio tubular, que comprende las etapas de:(a) dirigir sobre una pieza de trabajo de vidrio tubular, un primer haz enfocado precisamente de radiación electromagnética en el rango visible del espectro o una parte del espectro adyacente al rango visible y con una densidad de energía suficiente para efectuar el retiro de material de la pieza de trabajo en una operación de corte, perforado o rebajo;(b) dirigir sobre la pieza de trabajo un segundo haz enfocado de la radiación, con una densidad de energía menor que aquella requerida para efectuar el retiro del material de la pieza de trabajo, pero suficiente para reconfigurar, fundir o tratar térmicamente la pieza de trabajo;(c) generar la radiación electromagnética en una fuente;(d) dividir la radiación electromagnética de la fuente para formar los haces primero y segundo, y desviar de manera controlable los haces primero y segundo, de tal modo que los haces primero y segundo estén selectivamente paralelos o inclinados entre sí, de modo que los haces son dirigidos selectivamente sobre la misma ubicación o sobre diferentes ubicaciones sobre la pieza de trabajo;y (e) monitorear la interacción de los haces primero y segundo con la pieza de trabajo en cada ubicación, en la cual un haz respectivo de los haces primero y segundo choca contra la pieza de trabajo, y controlar por lo menos un parámetro seleccionado de parámetros de operación de los haces primero y segundo, posiciones de la pieza de trabajo, y sujetar la pieza de trabajo en un sujetador de pieza de trabajo, en respuesta al monitoreo de la interacción de los haces primero y segundo con la pieza de trabajo.

Description

PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACIÓN DE PIEZAS DE TRABAJO DESDE MATERIALES SOLIDOS ASI COMO DISPOSITIVO PARA LLEVAR A CABO EL PROCEDIMIENTO La invención se refiere a un procedimiento para la elaboración de piezas de trabajo desde materiales sólidos especialmente de vidrio, en una conformación preferentemente tubular, para la aplicación o utilización en el campo farmacéutico, químico o médico-veterinario, por medio de radiaciones de trabajo que quedan en el campo visible o espectral. Además, se refiere la invención a un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento. Tales procedimientos se conocen por ejemplo, por el escrito de patente alemán 3596001, el escrito de patente alemán 4224282 o también por el escrito de patente alemán 4411037. El procedimiento o los procedimientos descritos, se describen con la realización cada vez de un paso de trabajo especial, así por ejemplo la separación o quitado de material en el vidrio, sin embargo, son pasos de trabajo adicionales, necesarios como por ejemplo para la conformación o fundido en los cantos, para lo cual deben proveerse dispositivos de trabajo adicionales, y así transferirse las piezas de trabajo a otras estaciones de elaboración. La invención, se propone la tarea de mejorar de tal modo un procedimiento del tipo mencionado que pueda realizar diferentes pasos de trabajo que exijan diferentes parámetros de elaboración directamente uno después de otro, o dado el caso simultáneamente para lo cual, se pueda mantener el gasto de la instalación bajo. De acuerdo al procedimiento, se resuelve el problema anterior porque se utiliza para separar, perforar o realizar separaciones de material especiales, un primer rayo de elaboración, que presenta un afocamiento exacto, y una elevada densidad de potencia, y porque para conformar, fundir o para el tratamiento térmico sirve un segundo rayo de elaboración con una densidad de potencia más baja, donde el segundo rayo de elaboración correspondiente a la aplicación está afocado más débilmente o aun es divergente, y porque los dos rayos de elaboración son ajustables por unidades de desviación que se encuentran en lugares de trabajo iguales o también en diferentes, con una dirección paralela o inclinada dei uno al otro. La ventaja conseguida por la invención, consiste esencialmente en que, los dos rayos o radiaciones de trabajo son ajustables diferentemente en sus propiedades, de modo que diferentes pasos de elaboración pueden llevarse a cabo, ya sea simultáneamente o inmediatamente uno después del otro. Así es posible por ejemplo, en la elaboración de tubos de vidrio separar o prolongar con el primer rayo de elaboración, secciones tubulares cortas, donde el rayo de elaboración segundo se puede utilizar para realizar un calentamiento de alrededor de la línea de corte, para evitar la presentación de tensiones. Sin embargo, también se presenta la posibilidad de recalentar con el segundo rayo de elaboración el extremo anteriormente separado, para así casi templarlo; finalmente, puede el segundo rayo de trabajo utilizarse para realizar primeramente un precalentamiento de una zona que a continuación haya de trabajarse con el primer rayo de elaboración, por medio de la capacidad de ajuste libre de los parámetros de los dos rayos de elaboración, se presenta una aplicabilidad ampliamente universal. En la forma de realización preferida de la invención, se ha provisto registrar los efectos de cambio que se presenten en el lugar de trabajo correspondiente y para controlar los parámetros de funcionamiento de los dos rayos de elaboración, así como de una unidad de tensión y colocación. Para esto, los efectos de cambio se captan preferentemente para el objeto perseguido por el registro de la radiación óptica desprendida, esto puede realizarse por ejemplo, captando la radiación que exista en el campo visible, pero igualmente también la radiación infrarroja. También una evaluación óptica directa por una cámara de video es posible.

Además, procura la invención que para la estructuración de la conformación del material en la zona de elaboración, se caliente hasta la plasticidad, por medio de la segunda radiación de elaboración y a continuación tenga lugar la modelación por una herramienta de moldeo, o por un cuerpo hueco, cuyas aberturas primeramente se cierren por elementos de hermetización, utilizando el prensado con gas. En la separación de por ejemplo tubos de vidrio, provee la invención que para la elaboración posterior de la superficie de corte de las partes separadas entre sí por la primera radiación de elaboración, así por ejemplo, tubos de vidrio, estos primeramente sean llevados a una pequeña distancia una parte de la otra, luego sean elaboradas en un tratamiento posterior en sus cantos de corte de ambas partes, y de manera simultánea por la segunda radiación de elaboración; por medio de la radiación o rayo de elaboración segundo debajo o débil afocamiento, pueden así ambos cantos de corte someterse simultáneamente a una elaboración posterior. En vista del dispositivo se resuelve el problema por medio de una unidad generadora de radiación para dos radiaciones de elaboración de propiedades de radiación diferentes y ajustables en amplios límites, donde la radiación de elaboración primera, está fuertemente afocada y presenta una elevada densidad de potencia, mientras la segunda radiación o rayo de elaboración está afocado débilmente o es divergente, y presenta una densidad de potencia baja, además por medio de unidades desviadoras que permiten una desviación independiente, una de la otra, de las dos radiaciones de elaboración en una dirección paralela entre sí, o inclinadas una con otra, donde la dirección a un lugar de elaboración común o separado, puede realizarse, así como con una unidad de tensión y colocación para la pieza que se va a trabajar. En una conformación especialmente ventajosa, y por lo tanto preferida el marco de la invención está la unidad generadora de radiación formada por un láser, y se producen dos radiaciones de elaboración a través de una división de rayos, donde un primer modulador de interferencia se provee para dividir en un rayo transmisor y un rayo reflector donde, el rayo transmisor por un espejo desviador se refleja en un arreglo de tipo prismático y corre ahora una vez más en dirección contraria hacia el primer modulador de interferencia, de modo que los dos rayos cierren un ángulo agudo entre ellos, existe además un segundo modulador de interferencia en el cual, el rayo reflejado se refleja de nuevo después de recorren un telescopio, y entonces forma el segundo rayo de elaboración, y se provee un espejo de desviación a través del cual, el rayo doblemente transmitido se radia para una transmisión renovada desde el otro lado del segundo modulador de interferencia, el cual por tanto, forma el primer rayo de elaboración, donde el segundo modulador de interferencia está montado para ajustar la posición angular entre los dos rayos o radiaciones de elaboración. Para poder influir principalmente sobre el afocado del segundo rayo de elaboración, es el telescopio ajustable de manera variable para ocasionar la variación de las propiedades formadoras de imagen. Además, procura la presente invención para la elaboración de los materiales de vidrio utilizar como láser un láser C02. El modulador de interferencia, está formado de manera favorable al fin perseguido por un interferómetro Fabry-Perot. Además, debe considerarse en el marco de la invención que para recibir las piezas de han de trabajarse, se provea una unidad de tensado y colocación, que permita un movimiento rotatorio y translatorio, así como una colocación de las piezas de trabajo, con velocidades que puedan seleccionarse libremente. Finalmente, se puede con los rayos de elaboración conducidos en lo esencial paralelos al eje de sujeción de la unidad sujetadora y de colocación, proveer un espejo desviador ajustable en el paso de los rayos. A continuación, se describirá la invención más detalladamente por los ejemplos de realización representados n los dibujos, donde muestra: La Figura 1, el dispositivo de acuerdo con la invención para la elaboración de piezas de trabajo en una representación esquemática; La Figura 2, el arreglo para la generación de dos rayos de elaboración desde un láser; La Figura 3 , una conformación para la elaboración de piezas de trabajo en una superficie frontal y de camisa; La Figura 4, la aplicación de conformaciones en piezas de trabajo cilindricas; La Figura 5 , la separación y fundido del canto de corte en los tubos de vidrio. El dispositivo representado en el dibujo especialmente en las Figs. 1 a 3, sirve para la elaboración de piezas de trabajo desde materiales sólidos, especialmente de piezas de trabajo 3, de vidrio en una conformación preferentemente tubular. Tales tubos de vidrio encuentran aplicación en el campo farmacéutico, químico o de la medicina veterinaria, entre otras cosas en la fabricación de cilindros de jeringas. La elaboración de estos, se realiza por medio de radiaciones de elaboraciones 1,2, que quedan en el espectro infrarrojo, pues ahí el grado de absorción de vidrio es elevado. Para los procesos de elaboración de separación, perforado o depósitos de material buscados en el vidrio, se provee un primer rayo de elaboración 1, afocado de manera exacta, con una elevada densidad de potencia, en tanto, que para la conformación, fundido o tratamiento térmico, sirve un segundo rayo de elaboración 2 , con densidad de potencia más baja. El segundo rayo de elaboración 2 , está en relación a la aplicación, menos afocado o llega a estar divergente; los dos rayos de elaboración son ajustables de tal modo por medio de unidades de desviación 11, 17, que pueden encontrarse en los mismos o en diferentes lugares de elaboración, con esto, se presenta la posibilidad de que los rayos de elaboración 1, 2, son dirigidos paralelos o inclinados uno con respecto al otro. Los rayos de elaboración 1, 2, son preparados desde una unidad 5, de generación de radiación. Como se aprecia por la Fig. 1, se provee una instalación de registro 6, que sólo se muestra esquemáticamente, la cual capta los efectos cambiantes que se presentan en cada lugar de elaboración y sirve para el control del parámetro de funcionamiento de los dos rayos de elaboración l, 2. Para esto, se provee una unidad 7, de regulación y control que únicamente se indica esquemáticamente. Los efectos cambiantes que se presentan, pueden captarse entonces preferentemente por el registro de la radiación óptica enviada, donde para esto por una parte se puede captar la zona espectral relevante, pero también se puede realizar una captación directa de imagen por medio de una cámara de video. Para la generación de los dos rayos de elaboración 1, 2, como se aprecia por la Fig. 2, se ha provisto un primer modulador de interferencia 11, que realiza una separación de un rayo que parte de un láser 10, en un rayo de transmisión y en rayo reflectante; el rayo transmitido se refleja por dos espejos de desviación 12, 13, dispuestos en forma de prisma, y en una dirección contraria se vuelva a enviar a través del primer modulador de interferencia 11, de modo que a continuación, el rayo 14, transmitido ahora doblemente y el rayo reflejado 15, forman entre sí, un ángulo agudo. Además , se provee un segundo modulador de interferencia 17, en el cual se refleja de nuevo el rayo reflejado 15, después de que haya recorrido previamente un telescopio 16. Después de la reflexión en el segundo modulador de interferencia 17, representa este rayo 15, el segundo rayo de elaboración 2 , el rayo transmitido doblemente 14, choca por el contrario contra otro espejo de desviación 18, con lo cual, el rayo es radiado desde el otro lado del segundo modulador de interferencia 17, sobre éste, para una nueva transmisión. Después de abandonar el segundo modulador de interferencia 17, éste rayo 14, forma el primer rayo 1, de elaboración.

El segundo modulador de interferencia 17, es incunable para el ajuste de la posición angular entre los dos rayos de elaboración 1, 2, lo que se indica por la doble flecha en forma de arco, en la Fig. 2. El telescopio está construido para variar el ajuste del afocado del segundo rayo de elaboración; los dos moduladores de interferencia 11, 17, están construidos como interferómetros Fabry-Perot, lo que no se representa muy apreciablemente en los dibujos. En la Fig. 3, se indica una unidad de colocación y tensado o agarre 4, para tomar la pieza de trabajo 3, que debe elaborarse, la cual permite un movimiento rotatorio y translatorio de la pieza 3, asi como su colocación en determinada posición con velocidades que en lo general se pueden seleccionar libremente. Para poder realizar en lo esencial paralelamente al eje de apretamiento de la unidad de tensado y posición 4, con los rayos de elaboración 1, 2, tanto en la superficie frontal 20, como también en la superficie de camisa, se ha provisto un espejo de desviación 21, que es basculable en el paso del rayo. El otro espejo 19, junto con el lente 8, está por el contrario dispuesto de manera fija, y dirigido continuamente hacia la superficie frontal de la pieza de trabajo 3. Para la formación de las conformaciones en la zona de la superficie de camisa de la pieza de trabajo 3, en caso de jeringas así para la formación de un paso que forme un canal de transmisión de corriente, según se reconoce por ia Fig. 3, el material en la zona de trabajo señalada con la cifra 22, se calienta hasta la plasticidad por medio del segundo rayo de elaboración 2. A continuación, puede realizarse la conformación por una herramienta de moldeo 23, introducida en el interior de la pieza de trabajo 3, por medio de la cual, el material en estado plástico se moldea. Sin embargo, también existe la posibilidad representada en la Fig. 4, de introducir a presión un gas en 28, para realizar el moldeado, después de que las aberturas existentes se hayan cerrado por los elementos de hermetización 25, 26, 27; una parte de moldeo 24, puede forzar el moldeo. En la Fig. 5, se representa primeramente la mitad superior de como el tubo de vidrio se corta por el primer rayo de elaboración 1, los otros dos tubos separados entre sí, se ponen a una escasa distancia entre sí, como se reconoce en la mitad inferior de la Fig. 5, por medio de una unidad de tensado y de posición 4, 4'. A continuación pueden los cantos de corte de ambas partes seguirse elaborando por medio del segundo rayo de elaboración 2, de modo que se forme en las superficies de corte, por ejemplo, un reborde. Aquí se presenta especialmente también la posibilidad, el utilizar la fuerza centrífuga para el modelado por medio de un movimiento de rotación rápido de los tubos de vidrio.

Claims (12)

1. R E I V I N D I C A C I O N E S 1.- Procedimiento para la elaboración de piezas de vidrio desde materiales sólidos, especialmente de vidrio en una conformación preponderantemente tubular para la utilización o aplicación en el campo farmacéutico, químico o medicinal veterinario, por medio de rayos de elaboración ópticos que queden en la zona visible o en la zona espectral, caracterizado porque, para separar, perforar o aplicaciones de material especiales se utiliza un rayo de elaboración primero afocado de manera precisa y que presenta una elevada densidad de potencia, y para terminar, fundir o para realizar un tratamiento térmico, se utiliza un segundo rayo de elaboración con una densidad de potencia mucho más baja, donde el segundo rayo de elaboración correspondientemente a la utilización está débilmente afocado o inclusive es divergente, y los dos rayos de elaboración son ajustables de tal modo, por unidades desviadoras que pueden encontrarse en lugares de trabajo iguales o también en lugares de trabajo diferentes, con direcciones paralelas o inclinadas entre sí.
2. 2.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, los efectos de cambio presentados en cada lugar de elaboración se registran y sirven para el parámetro de control y funcionamiento de los dos rayos de elaboración, así como de una unidad de tensado y posición.
3. 3.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque, los efectos de cambio se captan por el registro de la radiación óptica enviada.
4. 4.- Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, para realizar conformaciones del material en la zona de elaboración, esta se calienta hasta la plasticidad por el segundo rayo de elaboración, y a continuación el moldeado se realiza por una herramienta de moldeado o en un cuerpo hueco, cuyas aberturas primeramente se hayan cerrado por elementos de hermetización, utilizando la presión de gas.
5. 5.- Procedimientos de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, para realizar la elaboración posterior o final de las superficies de corte de las partes separadas entre sí, por el primer rayo de elaboración, por ejemplo, tubos de vidrio, estos primeramente se ponen a una escasa distancia entre sí, y luego los cantos de corte de ambas partes reciben la elaboración final de manera simultánea por el segundo rayo de elaboración.
6. 6.- Dispositivo para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por una unidad generadora de rayos para dos rayos de elaboración que presentan propiedades de radiación diferentes y ajustables entre amplios límites, en donde el primer rayo de elaboración está afocado fuertemente, y presenta una elevada densidad de potencia, en tanto, que el segundo rayo de elaboración tiene un afocado impreciso o hasta divergente y una densidad de potencia bastante baja, ader_._ , -? z .cr. unidades desviadoras que permiten una desviación independiente de los dos rayos de elaboración de uno con respecto a otro, en una dirección paralela o inclinada entre sí, donde la dirección puede tener lugar sobre un lugar de elaboración común o separado, así como existe una unidad de tensado y de puesta en posición para la pieza de trabajo que debe elaborarse.
7. 7.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque, la unidad generadora de rayos consiste de un láser y los dos rayos de elaboración son generados por una separación de radiación para lo cual, se ha provisto un primer modulador de interferencia para separar en un rayo de transmisión y un rayo de reflexión, donde el rayo transmitido se refleja por medio de un espejo de desviación en un arreglo de prisma y en una dirección contraria vuelve a pasar por el primer modulador de interferencia, de manera que los dos rayos cierren entonces un ángulo agudo entre ellos, proveyéndose además un segundo modulador de interferencia, en el cual el rayo reflejado después de recorrer un telescopio, se vuelve a reflejar de nuevo, y entonces forma ya el segundo rayo de elaboración, se provee también un espejo de desviación a través del cual el rayo doblemente transmitido desde el otro lado del segundo modulador de interferencia es radiado para la nueva transmisión, el cual a continuación formará el primer rayo de elaboración, donde el segundo modulador de interferencia está montado de manera basculable para ajustar la posición angular entre los dos rayos de elaboración.
8. 8.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque, el telescopio para variar las propiedades de imagen es ajustable de manera variable.
9. 9.- Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 7, 8, caracterizado porque, como láser se utiliza un láser Co2.
10. 10.- Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque, el modulador de interferencia es un interferómetro Fabry-Perot.
11. 11.- Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque, para tomar o recibir a las piezas de trabajo que han de elaborarse, se provee una unidad de tensado y posición, que permite un movimiento rotatorio y translatorio así como diferentes posiciones de la pieza de trabajo con velocidades seleccionables a voluntad.
12. 12.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque, se provee un espejo de desviación basculable en el paso de radiación en lo esencial paralelo ai eje de apretado de la unidad de tensado y posición, ::r -nd pasan los rayos de elaboración. RESUMEN El procedimiento sirve para la elaboración de piezas de trabajo ( 3 ) de materiales solidos, especialmente de vidrio en una conformación tubular para la aplicación o utilización en el campo farmacéutico, químico médico -veterinario, por medio de radiaciones ópticas (1,2) de elaboración que estén en el campo visible o espectral, para separar, perforar o aplicaciones de material especiales se utiliza un primer rayo de elaboración afocado de manera precisa y que presenta una elevada densidad de potencia, y para terminar, fundir o para realizar un tratamiento térmico, se utiliza un segundo rayo de elaboración con una densidad ?c potencia mucho más baja, donde el segundo rayo de elaboradin (2), correspondientemente a la utilización está débilment afocado o inclusive es divergente Los dos rayos de elaboración son ajustables de tal modo, por unidadee desviadoras que pueden encontrarse en lugares de trabajo iguales o también en lugares de trabajo diferente-.;, or. direcciones paralelas o inclinadas entre sí. Para eet_ aa- a un primer modulador de interferencia (11) pare, l. : zpar--Lien un rayo de transmisión y un rayo reflectante ;14, 15), donde el rayo transmisor 14 por el espejo de desvia;_;- ;__, 13)es reflejado en un arreglo de forma pris áte _-. ^ _?rr una vez mas cruzando al primer modulador de int^- ::?:??;? (11) en dirección contraria. Además exist :. : zirar.ai modulador de interferencia (17), en el cual el rayo reflectante 15 después de recorrer un telescopio 16, es de nuevo reflejado, en tanto que el rayo doblemente transmitido 14 es radiado por el otro lado del segundo modulador de interferencia (17) para una nueva transmisión.