PT107423B

PT107423B - AUTOMATIC RING BRUSHER AND ITS METHOD OF OPERATION

Info

Publication number: PT107423B
Application number: PT107423A
Authority: PT
Inventors: - Construções Metálicas Engenharia Projectos E Soluções Industriais S A Rari
Original assignee: Rari Construcoes Metalicas Engenharia Projectos E Solucoes Ind S A
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2021-08-27
Also published as: WO2015112037A2; WO2015112037A3; PT107423A

Abstract

O PRESENTE INVENTO RESPEITA A UMA MÁQUINA PARA POLIR SEGMENTOS DE PISTÃO PARA MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA, BEM COMO O MÉTODO DE FUNCIONAMENTO DA MESMA ATRAVÉS DE UM PROGRAMA DE COMPUTADOR. ESTA MÁQUINA É TOTALMENTE AUTOMÁTICA. O INVENTO É CONSTITUÍDO PELOS SEGUINTES ELEMENTOS PRINCIPAIS: DISPOSITIVO DE FIXAÇÃO DE ANÉIS (5); SISTEMA DE GARRAS (3); SISTEMA DE ESCOVAGEM (4); SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO (16); SISTEMA DE DESCARGA (6), UM SISTEMA DE ASPIRAÇÃO, (19), UM SISTEMA DE SEGURANÇA, UMA BANCADA (1) COM COBERTURA (23) E UM COMPUTADOR (25) DESTINANDO-SE A PROCEDER AO POLIMENTO DE ANÉIS (10) COM RECURSO A UM PROGRAMA DE COMPUTADOR. O MÉTODO DE FUNCIONAMENTO DO INVENTO TAMBÉM É OBJECTO DA PRESENTE PATENTE.THE PRESENT INVENTION CONCERNS A MACHINE FOR POLISHING PISTON SEGMENTS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES, AS WELL AS THE METHOD OF OPERATING IT THROUGH A COMPUTER PROGRAM. THIS MACHINE IS FULLY AUTOMATIC. THE INVENTION CONSISTS OF THE FOLLOWING MAIN ELEMENTS: RING ATTACHMENT DEVICE (5); GRIP SYSTEM (3); BRUSHING SYSTEM (4); SUPPLY SYSTEM (16); DISCHARGE SYSTEM (6), A VACUUM SYSTEM, (19), A SAFETY SYSTEM, A WORKBENCH (1) WITH COVER (23) AND A COMPUTER (25) FOR POLISHING RINGS (10) WITH USE OF A COMPUTER PROGRAM. THE METHOD OF FUNCTIONING OF THE INVENTION IS ALSO THE OBJECT OF THIS PATENT.

Description

DescriçãoDescription

Escovadora de Anéis AutomáticaAutomatic Ring Brush

Área Técnica da InvençãoInvention Technical Area

Este invento respeita a uma máquina para polir segmentos de pistão.This invention concerns a machine for polishing piston rings.

Este polimento faz parte do processo de acabamento dos segmentos, onde são polidos para uniformizar a sua superfície para que possam ser montados num cilindro.This polishing is part of the finishing process of the segments, where they are polished to even out their surface so that they can be mounted on a cylinder.

Atualmente, o processo de polimento de segmentos é realizado de forma manual devido à criticidade do processo. Este polimento é efetuado na superfície externa e interna (na interna depende da forma do segmento), e o controlo da operação é feito pelo operador que controla a força de polimento e o tempo de processo, ajustando-o conforme as necessidades do produto.Currently, the segment polishing process is performed manually due to the criticality of the process. This polishing is carried out on the external and internal surfaces (the internal one depends on the shape of the segment), and the operation is controlled by the operator who controls the polishing force and the process time, adjusting it according to the needs of the product.

Assim, este invento torna este processo totalmente automatizado permitindo o polimento externo e interno de segmentos, garantindo uma alargada gama de dimensões e formas.Thus, this invention makes this process fully automated, allowing the external and internal polishing of segments, guaranteeing a wide range of dimensions and shapes.

Uma das principais vantagens desta invenção é que, com este invento, se consegue dar um salto qualitativo em termos de desempenho e sistematização deste tipo de processo, que é altamente suscetível de sofrer variações devido à intervenção humana no processo, à sistematização e controlo. Para além do aumento de qualidade, pretende-se conseguir melhorar a operacionalidade e reduzir custos do processo. Para além disso será também possível o incremento substancial sobre o controlo do processo e registo das características do produto acabado.One of the main advantages of this invention is that, with this invention, it is possible to take a qualitative leap in terms of performance and systematization of this type of process, which is highly susceptible to variations due to human intervention in the process, systematization and control. In addition to increasing quality, the aim is to improve operationality and reduce process costs. In addition, it will also be possible to substantially increase the control of the process and register the characteristics of the finished product.

Até aos dias de hoje, nunca se tinha conseguido industrializar este processo devido às suas características, uma vez que face ao estado da técnica atual não existe nenhum sistema queUntil today, it had never been possible to industrialize this process due to its characteristics, since, given the current state of the art, there is no system that

- 2pudesse ser aplicado para a resolução dos problemas operacionais constatados.- 2could be applied to solve the operational problems found.

Para além disso, este invento permite polir segmentos de diversos materiais ou revestimentos.Furthermore, this invention makes it possible to polish segments of different materials or coatings.

Esta invenção incide sobre os processos fabris do equipamento, nomeadamente, manipulação, maquinação, carga e descarga.This invention focuses on the equipment's manufacturing processes, namely, handling, machining, loading and unloading.

Estado da técnicaState of the art

No que a esta área técnica de invenção diz respeito reafirmase que não se tem conhecimento que exista algum equipamento automático e completamente parametrizável para a realização desta tarefa, sendo a tarefa de polimento realizada de forma manual, com recurso a alguns dispositivos de apoio.With regard to this technical area of invention, it is reaffirmed that it is not known that there is any automatic and completely parameterizable equipment to carry out this task, with the polishing task being performed manually, using some support devices.

Desta forma, no processo manual os segmentos são empilhados, fechados e comprimidos num bloco cilíndrico, apertado nos topos. A força de aperto mantém o bloco de segmentos fechado e agrupado, enquanto segue para uma máquina que o coloca a rodar, onde o operador passa com o material abrasivo para os polir. No que toca a este processo, não se conhece mais nenhuma variante que permita obter a mesma performance.In this way, in the manual process the segments are stacked, closed and compressed into a cylindrical block, tightened at the ends. The clamping force keeps the block of segments closed and grouped as it goes to a machine that rotates it, where the operator passes it with the abrasive material to polish them. As far as this process is concerned, no other variant is known that allows to obtain the same performance.

Este processo tem muito de afinação manual, que é o que confere viabilidade ao sistema, uma vez que é necessário grande cuidado na manipulação dos segmentos, começando pela tarefa de os colocar e posicionar em bloco, e passando pela operação sensível de polir os segmentos até que tenham a qualidade superficial desejada.This process has a lot of manual tuning, which is what makes the system viable, since great care is required in the manipulation of the segments, starting with the task of placing and positioning them in block, and passing through the sensitive operation of polishing the segments until that have the desired surface quality.

A operação de polimento externo dos segmentos é muito importante pois é a superfície que irá raspar sobre a camisa do cilindro, procurando-se que estes vedem eficazmente sem criar um atrito excessivo que danifique a dita camisa.The external polishing operation of the segments is very important as it is the surface that will scrape on the cylinder liner, trying to ensure that these seal effectively without creating excessive friction that damages said liner.

- 3Os segmentos normalmente são revestidos com, por exemplo, crómio, pelo que o polimento deve ser realizado com extremo cuidado para não o danificar.- 3The segments are normally coated with, for example, chrome, so polishing must be carried out with extreme care so as not to damage it.

estado da técnica atual conta com algumas dificuldades tecnológicas difíceis de ultrapassar. A elevada variabilidade do processo e a sensibilidade necessária para que os segmentos fiquem conformes fazem com que seja extremamente difícil replicar este processo de forma automática, e conseguir criar os sistemas necessários para que a manipulação dos segmentos se faça eficazmente, sem intervenção humana. As incertezas que se resolvem com esta invenção são as seguintes:The current state of the art has some technological difficulties that are difficult to overcome. The high variability of the process and the sensitivity necessary for the segments to conform make it extremely difficult to replicate this process automatically, and to be able to create the necessary systems for the manipulation of segments to be done efficiently, without human intervention. The uncertainties that are resolved with this invention are as follows:

I. Manipulação de segmentosI. Segment manipulation

Como referido, existem diversos tipos de segmentos, nomeadamente no que toca à forma, dimensão e material. Os segmentos devem ser agarrados num bloco e fechados concentricamente na sua medida de funcionamento, unicamente com base numa força de aperto nos topos do bloco. Este processo é altamente suscetível às condições dos segmentos. Por exemplo, no caso de segmentos de secção triangular, a superfície de contacto entre segmentos é mínima, tornando o processo altamente instável.As mentioned, there are several types of segments, namely in terms of shape, size and material. The segments must be gripped in a block and closed concentrically to their working measure, based solely on a clamping force at the tops of the block. This process is highly susceptible to segment conditions. For example, in the case of triangular section segments, the contact surface between segments is minimal, making the process highly unstable.

Outro dos problemas é o estado de limpeza dos segmentos, que podem conter vestígios de óleo, goma e até mesmo detritos provenientes das operações anteriores. No caso de óleos ou gorduras, isso pode condicionar a aderência dos segmentos e fazer com que saiam de posição ou até mesmo que não consigam encontrar a posição de funcionamento.Another problem is the cleanliness of the segments, which can contain traces of oil, gum and even debris from previous operations. In the case of oils or fats, this can affect the adhesion of the segments and cause them to move out of position or even fail to find the operating position.

Até mesmo a variação das condições ambiente, especificamente ao nível da temperatura e humidade, poderão ter influência na manipulação dos segmentos e na eficácia do processo de polimento.Even the variation of ambient conditions, specifically in terms of temperature and humidity, can influence the handling of the segments and the efficiency of the polishing process.

II. Controlo da concentricidade do bloco de segmentosII. Control of the concentricity of the segment block

A concentricidade do bloco de segmentos é critica para o processo, pois apesar de o equipamento prever um sistema de compensação de força, as diferenças pontuais entre o material de polimento e os segmentos (originadas pelo perfil do bloco de segmentos) pode originar irregularidades que condicionem a sua qualidade. Como tal, é simultaneamente importante garantir que o bloco fica concêntrico e com a mesma forma, e que o sistema de polimento tem uma atuação precisa e rápida o suficiente para compensar os eventuais desvios.The concentricity of the segment block is critical for the process, because although the equipment provides a force compensation system, the specific differences between the polishing material and the segments (originated by the segment block profile) can lead to irregularities that condition its quality. As such, it is simultaneously important to ensure that the block is concentric and shaped, and that the polishing system is accurate and fast enough to compensate for any deviations.

III. Controlo do polimento controlo da operação de polimento é crítico. 0 processo de polimento é diferente de outros mecanismos (como por exemplo arranque de apara) em que se controla com rigor a operação de corte. No caso do polimento, a performance varia devido ao estado de desgaste do material abrasivo, da força, da rotação e da vibração, e até mesmo devido ao estado de limpeza dos segmentos.III. Polishing Control Controlling the polishing operation is critical. The polishing process is different from other mechanisms (such as chip start) in that the cutting operation is strictly controlled. In the case of polishing, performance varies due to the wear state of the abrasive material, force, rotation and vibration, and even due to the clean state of the segments.

IV. Tipo de material abrasivo tipo de material abrasivo condiciona a repetibilidade do processo, essencialmente porque não se controla perfeitamente o estado do material (à imagem das pastilhas de corte, que se substituem). Neste caso, há um empapamento e desgaste do material abrasivo que condiciona o processo. Caso os parâmetros de operação sejam iguais, as diferenças no material abrasivo provocam grandes diferenças de qualidade. Estas diferenças são tão elevadas que não é possível apontar para um valor médio.IV. Type of abrasive material type of abrasive material affects the repeatability of the process, essentially because the state of the material is not perfectly controlled (similar to the replacement inserts). In this case, there is a clogging and wear of the abrasive material that conditions the process. If the operating parameters are the same, differences in the abrasive material lead to large quality differences. These differences are so high that it is not possible to point to an average value.

V. Capacidade para executar diferentes polimentosV. Ability to perform different polishes

Consoante o tipo de segmento e a sua dimensão, bem como a aplicação a que se destinam, pode ser necessário produzir diferentes tipos de acabamento. É necessário dotar o sistemaDepending on the type of segment and its size, as well as the application for which they are intended, it may be necessary to produce different types of finish. It is necessary to equip the system

- 5de capacidade para reproduzir vários tipos de efeito de polimento em qualquer situação.- 5ability to reproduce various types of polishing effect in any situation.

Pretende-se que, com a mesma ferramenta para polimento, se consigam executar os diferentes tipos de acabamento pretendidos.It is intended that, with the same polishing tool, it is possible to perform the different types of finish desired.

VI. Sistema de aperto e fixação dos segmentos sistema de aperto e fixação de segmentos é uma das maiores incógnitas deste projeto devido à exigência técnica que lhe é exigida. Este componente deverá permitir suportar um determinado conjunto de segmentos fechados e concêntricos na medida de funcionamento quando montados no pistão, durante toda a operação de polimento, o que obriga a que exerça uma força elevada no movimento de fecho e aperto, garantindo níveis bastante exigentes de precisão.SAW. Clamping and fastening system of the segments The tightening and fastening of the segments is one of the biggest unknowns of this project due to the technical requirement that is required of it. This component should allow it to support a certain set of closed and concentric segments in terms of operation when mounted on the piston, during the entire polishing operation, which requires it to exert a high force in the closing and tightening movement, ensuring very demanding levels of precision.

Devido às forças envolvidas o atrito mecânico é suficiente para comprometer a precisão e estabilidade em situação dinâmica.Due to the forces involved, mechanical friction is sufficient to compromise precision and stability in a dynamic situation.

Detetados estes problemas técnicos desenvolveu-se uma máquina totalmente automatizada para polir segmentos.Once these technical problems were detected, a fully automated machine for polishing segments was developed.

Sumário da Invenção presente invento respeita a uma máquina totalmente automatizada para polir segmentos, a qual tem a sua estrutura fabricada em aço inox e alumínios, sendo que na sua parte inferior ficará instalada a parte de comando e controlo, a câmara de exaustão por aspiração de partículas e os elementos de escovagem, enquanto que na parte superior se localizarão os elementos de movimentação e aperto, encapsulados por uma cobertura em acrílico transparente, provida de uma porta para manutenção e orifícios de entrada e saída dos anéis.Summary of the Invention The present invention relates to a fully automated machine for polishing segments, which has its structure made of stainless steel and aluminum, with the command and control part, the exhaust chamber by aspiration of particles and brushing elements, while in the upper part the movement and tightening elements will be located, encapsulated by a transparent acrylic cover, provided with a maintenance door and inlet and outlet holes for the rings.

- 60 equipamento está preparado para ligação ao sistema de exaustão geral da fábrica, ou a um exaustor dedicado.- 60 pieces of equipment are prepared for connection to the factory's general exhaust system, or to a dedicated exhaust.

equipamento é projetado e fabricado para trabalhar 23 horas por dia, 7 dias por semana.equipment is designed and manufactured to work 23 hours a day, 7 days a week.

A máquina será constituída pelos seguintes elementos principais: sistema de aperto e rotação de Anéis; Sistema de Manipulação de anéis; Sistema de Escovagem; Sistema de Alimentação; Sistema de Descarga; Sistemas de Segurança.The machine will consist of the following main elements: Ring tightening and rotation system; Ring Handling System; Brushing System; Power System; Discharge System; Security systems.

Para uma melhor perceção do invento iremos recorrer as seguintes figuras:.For a better understanding of the invention we will use the following figures:.

Figura 1 - representa a vista geral do invento e dos seus componentes, ou seja, a máquina completa;Figure 1 - represents the general view of the invention and its components, that is, the complete machine;

Figura 2 - representa a vista geral do invento e dos seus componentes, ou seja, a máquina completa sem proteções;Figure 2 - represents the general view of the invention and its components, that is, the complete machine without protections;

Figura 3 - representa o sistema de manipulação dos anéis;Figure 3 - represents the ring manipulation system;

Figura 4 - representa o sistema de aperto e rotação dos anéis;Figure 4 - represents the tightening and rotation system of the rings;

Figura 5 - representa o sistema de escovagem;Figure 5 - represents the brushing system;

Figura 6 - representa o sistema de carga dos anéis;Figure 6 - represents the ring loading system;

Figura 7 - representa o sistema de descarga dos anéis.Figure 7 - represents the ring discharge system.

Descrição da concretização do invento preferidaDescription of the preferred embodiment of the invention

Desta feita, recorrendo às figuras identificadas iremos proceder à descrição pormenorizada do invento.This time, using the identified figures, we will proceed to a detailed description of the invention.

Como referido anteriormente, o invento é constituído pelos seguintes elementos principais: Sistema de aperto e rotação de Anéis; Sistema de Manipulação de anéis; Sistema de Escovagem;As mentioned above, the invention comprises the following main elements: Ring tightening and rotation system; Ring Handling System; Brushing System;

- 7Sistema de Alimentação; Sistema de Descarga; Sistemas de- 7 Power System; Discharge System; Systems of

Segurança.Safety.

1. Sistema de aperto e rotação (10) de anéis1. Clamping and rotation system (10) of rings

Os anéis serão fixos num sistema centrador por garras (17), para aperto e suporte dos anéis a escovar num conjunto até 130 mm de largura. Este sistema desloca-se por intermédio de cilindros pneumáticos (16) que garantem uma força de fecho mínima de 1200 N.The rings will be fixed in a centering system by claws (17), for tightening and supporting the rings to be brushed in a set up to 130 mm wide. This system moves by means of pneumatic cylinders (16) which guarantee a minimum closing force of 1200 N.

O aperto é realizado por uma aparafusadora (18) que se desloca sobre num patim sobre guia (34) por meio de um sistema de cilindros pneumáticos duplo (33). O aperto faz-se sobre ponto e contra ponto, um fixo e outro amovível.Tightening is performed by a screwdriver (18) which moves on a skid on guide (34) by means of a system of double pneumatic cylinders (33). Tightening is done using stitches and stitches, one fixed and one removable.

As garras (17) permitirão a troca de ferramentas (colares) para cada tipo de diâmetro, permitindo fechar o anel com diâmetro nominal, de 60 a 160 mm.The claws (17) will allow the exchange of tools (collars) for each type of diameter, allowing to close the ring with a nominal diameter, from 60 to 160 mm.

Neste sistema a velocidade de rotação é parametrizável, assim bem como o sentido de rotação (horário e anti-horário). O movimento de rotação é gerado por um motorredutor (19) controlado por um variador de frequência. O motorredutor (19) é provido de um encravamento de bloqueio (20).In this system, the rotation speed is configurable, as well as the direction of rotation (clockwise and counterclockwise). The rotation movement is generated by a gearmotor (19) controlled by a frequency variator. The gearmotor (19) is provided with a locking interlock (20).

2. Sistema de Manipulação de anéis (5)2. Ring Handling System (5)

A colocação e remoção de anéis é realizada através de dois conjuntos de garras (15), associados a eixos verticais independentes, nomeadamente um eixo de extração (12) e um eixo de carga (13) e a um eixo de deslocamento horizontal solidário (14) . O eixo de carga (13) realiza o transporte dos anéis desde o sistema de alimentação (6) até à posição de centragem,The placement and removal of rings is performed through two sets of claws (15), associated with independent vertical axes, namely an extraction axis (12) and a load axis (13) and a solidary horizontal displacement axis (14 ) . The load shaft (13) carries the rings from the feed system (6) to the centering position,

- 8eixo de extração (12) realiza o transporte dos anéis desde a posição de centragem até ao sistema de descarga.- 8extraction shaft (12) transports the rings from the centering position to the unloading system.

Os eixos são movimentados por servomotores associados a um controlador dedicado.The axes are moved by servomotors associated with a dedicated controller.

3. Sistema de Escovagem (11) sistema de escovagem (11) é constituído por uma escova (22); um dispositivo de apoio da escova com paralelogramo e respectiva guia (25); um atuador pneumático com célula de carga (27); um atuador linear elétrico para movimentação da escova (26); uma caixa de aspiração e respectivos coletores (23) e um motorredutor (24) controlado por um variador de frequência para rotação da escova.3. Brushing System (11) brushing system (11) consists of a brush (22); a brush support device with parallelogram and respective guide (25); a load cell pneumatic actuator (27); an electric linear actuator for moving the brush (26); a suction box and respective collectors (23) and a reducer motor (24) controlled by a frequency variator for brush rotation.

sistema acondiciona escovas (22) até 200 mm de diâmetro por 130 mm de largura, e permite realizar a escovagem com movimento oscilatório no sentido longitudinal, do tipo vai-vém com um curso até 150mm.system holds brushes (22) up to 200 mm in diameter by 130 mm in width, and allows brushing to be carried out with an oscillating movement in the longitudinal direction, of the reciprocating type with a stroke of up to 150 mm.

Tanto o movimento de rotação como o longitudinal são parametrizáveis de maneira a serem controlados os dois movimentos, e ainda o tempo de escovagem;Both the rotation and the longitudinal movement can be parameterized in order to control both movements, as well as the brushing time;

O movimento de rotação da escova (22) é possível nos dois sentidos (horário e anti-horário) com velocidade parametrizável.The rotation movement of the brush (22) is possible in both directions (clockwise and counterclockwise) with parameterizable speed.

A aproximação da escova (22) aos anéis acontecerá com um movimento no sentido vertical, controlado, permitindo manter uma pressão, parametrizável, contra os anéis, que se manterá durante toda a operação de escovagem e será controlado através do atuador pneumático com célula de carga (27).The brush (22) will approach the rings with a controlled vertical movement, allowing a parameterizable pressure to be maintained against the rings, which will be maintained throughout the brushing operation and will be controlled through the pneumatic actuator with load cell (27).

4. Sistema de Alimentação (6)4. Feeding System (6)

A vara (28) com anéis a polir é colocada manualmente nas peças de suporte para alimentação da máquina, e posteriormente, quando vazia, retirada também pelo operador. 0 empurrador pneumático, auto-regulado (29), posicionado no extremo da máquina em cada fim de carga, vai empurrar os anéis para o sistema de transporte (5) para que os anéis possam ser retirados.The rod (28) with rings to be polished is placed manually on the support parts for feeding the machine, and later, when empty, it is also removed by the operator. The self-adjusting pneumatic pusher (29), positioned at the end of the machine at each end of load, will push the rings onto the transport system (5) so that the rings can be removed.

5. Sistema de Descarga (8)5. Discharge System (8)

Os anéis depois de escovados são deixados no alinhador (31) para que os anéis possam ser retirados da máquina já alinhados. A remoção dos anéis do alinhador é realizada pelas garras (15) do eixo de extração (12), que os empurram ao deixar os anéis da escovagem seguinte.The rings after brushing are left in the aligner (31) so that the rings can be removed from the machine already aligned. The removal of the aligner rings is performed by the claws (15) of the extraction shaft (12), which push them when leaving the rings for the next brush.

Ao serem empurrados, os anéis descem por uma guia (32) até à vara (28) que é colocada pelo operador, vazia, nos suportes do extrator e depois retirada cheia, pelo mesmo.When being pushed, the rings descend by a guide (32) to the rod (28) which is placed by the operator, empty, in the extractor supports and then removed fully by the same.

6. Sistema de Sopragem6. Blowing System

De forma a deixar os anéis livres de qualquer resíduo resultante do processo de escovagem, o equipamento é provido de um sistema de sopragem por ar comprimido, controlado por uma electroválvula e um regulador de caudal.In order to leave the rings free of any residues resulting from the brushing process, the equipment is provided with a compressed air blowing system, controlled by an electrovalve and a flow regulator.

Este sistema permite ainda, em caso de necessidade fazer a sopragem durante todo o processo de escovagem para reduzir a temperatura dos anéis.This system also allows, in case of need, blowing during the entire brushing process to reduce the temperature of the rings.

. Sistema de Aspiração. Suction System

- 10De forma a deixar os anéis livres de qualquer resíduo resultante do processo de escovagem, principalmente resíduos que se soltam da escova, a máquina é provida de uma caixa de aspiração e respectivos coletores (23) que são ligados a um sistema de aspiração central ou a um sistema de aspiração individual incorporado na máquina.- 10In order to leave the rings free of any residues resulting from the brushing process, mainly residues that come off the brush, the machine is provided with a suction box and respective collectors (23) which are connected to a central suction system or to an individual vacuum system built into the machine.

8. Sistemas de Segurança8. Security Systems

A máquina está protegida contra acidentes pessoais por uma cobertura (1) completa, transparente, possuindo apenas aberturas para entrada e saída dos anéis.The machine is protected against personal accidents by a complete cover (1), transparent, having only openings for entry and exit of the rings.

Existirá no entanto uma porta, protegida por um encravamento de segurança, que em caso de abertura parará todo o sistema, assim bem como botão de paragem de emergência.There will however be a door, protected by a safety lock, which in case of opening will stop the entire system, as well as an emergency stop button.

A máquina cumpre os requisitos para marcação CE.The machine meets the requirements for CE marking.

9. Controlo e Automação9. Control and Automation

O sistema será controlado por um controlador lógico programável, ligado aos variadores de frequência, controladores, coletores de dados e consola táctil de interface (2), comunicando estes módulos por protocolos de comunicação diversos, consoante a especificidade de cada elemento.The system will be controlled by a programmable logic controller, connected to frequency variators, controllers, data collectors and touch console interface (2), these modules communicating by different communication protocols, depending on the specificity of each element.

Preferencialmente, a escovadora de anéis é controlada por uma comunicação via rede elétrica, ligada aos variadores de frequência (6) e ao computador (7) táctil de interface por protocolo de comunicação PROFIBUS, INTERBUS, CANBUS, sendo adicionada uma porta de comunicação Ethernet para ligação remota à rede via protocolo VPN.Preferably, the ring brush is controlled by a communication via the electrical network, connected to the frequency variators (6) and to the tactile computer (7) interface by PROFIBUS, INTERBUS, CANBUS communication protocol, with an Ethernet communication port being added for remote connection to the network via VPN protocol.

O funcionalismo é agora melhor descrito com os seguintes passos:Functionalism is now best described with the following steps:

- 11Ligar o invento e proceder através do programa de computador à fixação dos cinco eixos com codificadores de posição;- 11Connect the invention and proceed using the computer program to fix the five axes with position encoders;

Fixar os eixos de transporte (eixo de extração 12, eixo de carga 13 e eixo de deslocamento horizontal solidário 14) e posteriormente os eixos de escovagem (eixos 26 e 27);Fix the transport shafts (extraction shaft 12, load shaft 13 and integral horizontal displacement shaft 14) and then the brush shafts (axes 26 and 27);

No programa informático será selecionada a operação pretendida, designadamente o movimento, sentido, pressão, velocidade e tempo pretendido para a escovagem dos anéis;In the computer program, the desired operation will be selected, namely the movement, direction, pressure, speed and time required for brushing the rings;

Os anéis são empurrados pelo empurrador (29) para a zona de carga e só quando confirmados nessa zona é que os empurradores se afastam;The rings are pushed by the pusher (29) towards the loading area and only when confirmed in this area do the pushers move away;

Os anéis são transportados da zona de carga agarrados pelas garras (15) do eixo de carga (13) através da zona de transporte para a zona de polimento;The rings are transported from the loading zone gripped by the claws (15) of the loading shaft (13) through the transport zone to the polishing zone;

Quando na zona de polimento, avança automaticamente o sistema centrador por garras (17) fecha, possibilitando a que as garras de transporte (15) saiam, deixando o espaço livre para que a aparafusadora (18) avance e aperte os anéis de modo a que se mantenham em posição.When in the polishing area, the centering system by claws (17) automatically advances and closes, allowing the transport claws (15) to come out, leaving free space for the screwdriver (18) to advance and tighten the rings so that keep in position.

Após a confirmação do aperto do segmento no programa de computador o sistema centrador por garras (17) abre-se, recua e é executado o programa de polimento solicitado através do programa de computador;After confirming the tightening of the segment in the computer program, the claw centering system (17) opens, withdraws and the polishing program requested through the computer program is executed;

Após o polimento, o sistema centrador por garras (17) avança e fecha dando de seguida ordem à aparafusadora (18) para desapertar os segmentos;After the polishing, the centering system by claws (17) advances and closes, giving order to the screwdriver (18) to loosen the segments;

Então, o eixo de extração (12) coloca as suas garras (15) em posição de recolher os anéis o que acontece de seguida quando o sistema centrador por garras (17) se abre e recua, permitindoThen, the extraction shaft (12) places its claws (15) in position to collect the rings, which happens next when the centering system by claws (17) opens and retreats, allowing

-12que os anéis alinhador.-12 that the aligner rings.

sejam transportados da zona de carga para otransported from the cargo area to the

Claims

1. Automatic ring brush comprising the following components:

• a ring tightening and rotation system (10);

• a ring manipulation system (5);

• a Brushing system (11);

• a Feeding system (6);

• a Discharge system (8);

• an Aspiration system (2);

• a Blowing system (3);

• a Security systems (4);

• a bench (9);

• a computer (7);

and polishing segments using a computer program; characterized in that the ring tightening and rotation system (10) comprises a centering system by claws (17), for tightening and supporting the rings to be brushed in a set up to 130 mm wide, which moves by means of pneumatic cylinders (16) guaranteeing a minimum closing force of 1200 N, in which the tightening of the tightening and rotation system of Rings (10) is carried out by a screwdriver (18) that moves on a skid on a guide (34) by means of a system of double pneumatic cylinders (33); and in that the Ring Handling system (5) comprises two sets of claws (15), in which the placement and removal of rings is carried out through two sets of claws (15), associated with independent vertical axes, namely an axle of extraction (12) and a loading shaft (13), as well as a solidary horizontal displacement shaft (14), with the loading shaft (13) carrying the rings from the feeding system (6) to the centering position and the extraction shaft (12) transport the rings from the centering position to the discharge system (8); and in that the brushing system (11) consists of:

• A brush (22);

• A brush support device with parallelogram and corresponding guide (25);

• One pneumatic actuator with load cell (27);

• An electric linear actuator for brush movement (26);

• An aspiration box and respective collectors (23);

• A gearmotor (19) controlled by a frequency variator for brush rotation; and in that the feed system (6) comprises a rod (28) and a pneumatic cylinder (29) which pushes the rings along the rod (28) for their withdrawal; and in that the discharge system (8) operating after brushing the rings comprises an aligner (31); an aligner motor (30); and a guide (32).

2. Ring brush according to claim 1, characterized in that the tightening of the tightening and rotation system of rings (10) is done on point and counter point, one fixed and the other removable.

3. Ring brush according to claims 1 and 2, characterized in that the centering system by claws (17) performs the change of tools for the various types of diameter, allowing to close the ring with nominal diameter, from 60 to 160 mm, the rotation speed being parameterizable, as well as the rotation direction, clockwise and counterclockwise, generating the rotation movement that is generated by the gearmotor (19).

4. Ring brush according to the preceding claim, characterized in that the gear motor (19) is provided with a locking interlock (20).

5. Ring brush according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the extraction shaft (12), the load shaft (13), and the integral horizontal displacement shaft (14) are moved by servomotors associated with a dedicated controller.

6. Ring brush according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the brushing system (11) accommodates brushes (22) up to 200 mm in diameter by 130 mm in width, and performs the brushing with an oscillating movement in the direction longitudinal, shuttle-type with a stroke up to 150mm, with both the rotation and the longitudinal movement being parameterized in order to control both movements, as well as the brushing time, being the brush rotation movement (22 ) possible in both directions, clockwise and counterclockwise, with configurable speed.

Ring brush according to any one of claims 1 to 6, characterized in that in the brushing system (11) the brush (22) approach to the rings takes place with a controlled vertical movement, maintaining a pressure, parameterizable, against the rings, which will remain during the entire brushing operation and is controlled by the pneumatic actuator with load cell (27).

Ring brush according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the blowing system (3) by compressed air is controlled by an electrovalve and a flow regulator (21).

9. Ring brush according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the security system (4) is composed of a complete cover (1), having openings for entry and exit of the rings, as well as a protected door by a safety interlock, which in case of opening will stop the entire system, as well as an emergency stop button.

10. Ring brush according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is controlled by a communication via the electrical network, connected to the frequency variators and to the tactile computer (7) interface by communication protocol PROFIBUS, INTERBUS, CANBUS , being added an Ethernet communication port for remote connection to the network via VPN protocol.

The ring brush according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it is connected to the factory's general exhaust system or to a dedicated exhaust.

12. Method of operation of the ring brush, as defined in any one of the preceding claims, characterized in that it operates through a computer program with the following steps:

• Turn on the ring brush and proceed using the program installed on the computer (7) to fix the five axes with position encoders, which are constituted by the extraction shaft (12), the load shaft (13), the shaft of solidary horizontal displacement (14), by the axis defined by the electric linear actuator for brush movement (26) and by the axis defined by the pneumatic actuator with load cell (27);

• Fix the transport axes (axes 12, 13 and 14) and then the brushing axes (axes defined by the electric linear actuator for brush movement 26 and by the pneumatic actuator with load cell 27);

• In the computer program, the desired operation will be selected, namely the movement, direction, pressure, speed and time required for brushing the rings;

• The rings are pushed by the pneumatic cylinder (29) towards the loading area and only when confirmed in this area does the pneumatic cylinder (29) pushing it away;

• The rings are transported from the loading area, gripped by the claws (15) of the load shaft (13) through the transport area to the polishing area;

• When in the polishing area, the centering system by claws (17) automatically advances and closes, allowing the transport claws (15) to come out, leaving free space for the screwdriver (18) to advance and tighten the rings in order to to keep in position;

• After confirming the tightening of the segment in the computer program, the claw centering system (17) opens, withdraws and the polishing program requested through the computer program is executed;

• After polishing, the centering system by claws (17) advances and closes, ordering the screwdriver (18) to unscrew the segments;

• Then, the extraction shaft (12) places its claws (15) in position to collect the rings which happens next when the centering system by claws (17) opens and retreats, allowing the rings to be transported from the zone load for the liner (31).

13. Method of operation of the ring brush according to the preceding claim, characterized in that it works manually, step by step or automatically.