PT2976209T

PT2976209T - Dispositivo de estampagem de películas

Info

Publication number: PT2976209T
Application number: PT147117394T
Authority: PT
Inventors: Drinic Ljubisa; Triepel Michael; Meier Thomas; Friedmann Ralf
Original assignee: Leonhard Kurz Stiftung & Co Kg
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2017-05-09
Also published as: CN105142881B; EP2976209B1; PL2976209T3; EP2976209A2; US9849624B2; CN105142881A; WO2014147146A3; DE102013102984B4; US20160023398A1; DK2976209T3; DE102013102984A1; WO2014147146A2; ES2619581T3

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE ESTAMPAGEM DE PELÍCULAS" A presente invenção refere-se a um dispositivo de estampagem de películas de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1.

Por meio de um dispositivo de estampagem de películas, uma película de estampagem a quente é transferida para a superfície de uma peça a ser decorada, por meio de uma roda de estampagem, sendo que os parâmetros processuais, temperatura de estampagem, pressão de estampagem e tempo de estampagem, influenciam a qualidade da estampagem a quente. No caso da peça a ser decorada pode tratar-se, por exemplo, de uma peça plástica.

Na estampagem a quente convencional, uma peça plástica é colocada manualmente sobre um porta-peças adaptado à peça e é aí fixada por aperto. Em seguida, o porta-peças com a peça fixada por aperto é deslocado para uma posição de estampagem, sendo a peça estampada com a película de estampagem a quente.

Um dispositivo de estampagem de películas do tipo referido é conhecido a partir do documento DE 10159661 Cl. Além disso, o documento US-A-2004/0177917 divulga um dispositivo de estampagem robótico. O documento descreve um dispositivo para a aplicação de películas aquecidas sobre um substrato, sendo que o robô aduz tanto as películas, como também os substratos a um dispositivo de estampagem estático. A estampagem a quente de peças grandes ao longo de um contorno tridimensional com diferentes ângulos de superfícies de estampagem entre si, pelo processo de estampagem a quente por desenrolamento, exige um dispositivo de estampagem configurado especificamente para a peça, de modo que peças com diferentes configurações não podem ser decoradas no mesmo dispositivo de estampagem. 0 objetivo da presente invenção é o de conceber um dispositivo de estampagem melhorado que pode ser utilizado universalmente.

De acordo com a invenção, este objetivo é solucionado com o objeto da reivindicação 1. É proposto um dispositivo de estampagem de películas para a transferência de uma camada de transferência de uma película de estampagem a quente, disposta sobre uma película de suporte, para uma superfície de uma peça, com um dispositivo de estampagem a quente que apresenta um punção de estampagem aquecido, sendo que o dispositivo de estampagem a quente apresenta entradas e saídas ligadas a um sistema de controlo, sendo que está previsto que o dispositivo de estampagem de películas apresente um robô industrial com entradas e saídas ligadas a um sistema de controlo, que as entradas e saídas ligadas a um sistema de controlo, do dispositivo de estampagem a quente e do robô industrial estejam ligadas a uma unidade de controlo e que o robô industrial seja configurado de tal modo que aduz a peça ao dispositivo de estampagem a quente, posiciona a peça sobre o punção de estampagem e/ou a conduz ao longo do punção de estampagem, e afasta a peça estampada do dispositivo de estampagem a quente, ou aduz o dispositivo de estampagem a quente à peça, posiciona o punção de estampagem sobre a peça e/ou o conduz ao longo da peça, e afasta o dispositivo de estampagem a quente da peça estampada. 0 dispositivo de estampagem de películas de acordo com a invenção caracteriza-se por o dispositivo de estampagem a quente apresentar uma primeira alavanca-guia de películas com um rolo-guia de películas, disposta a montante do punção de estampagem, e uma segunda alavanca-guia de películas com um rolo-guia de películas, disposta a jusante do punção de estampagem, as quais interagem com o robô industrial.

Além disso, o robô industrial pode ser configurado de tal modo que remove a camada de transferência transferida para a peça, da película de suporte.

Um robô industrial é constituído, de um modo preferido, por um dispositivo com um manipulador, em particular sob a forma de um braço, em particular com um braço robótico. De um modo preferido, o robô industrial apresenta, além disso, uma pinça e um controlo. A trajetória do manipulador e das pinças podem, de um modo preferido, ser livremente programadas. Um robô industrial pode apresentar um ou vários sensores que transmitem sinais ao controlo. De um modo preferido, o robô industrial é além disso configurado de tal modo que executa autonomamente um ciclo de trabalho programado e/ou também o varia dentro de limites predefinidos em função de informações de sensores. As informações de sensores deste género podem ser fornecidas, por exemplo, por sensores de distância, sensores de movimento, sensores para temperatura ou pressão ou luz, ou também, por exemplo, por sensores que detetam uma extremidade da película e indicam uma necessária substituição de películas.

As alavancas-guia de películas podem ser configuradas como alavancas oscilantes ajustáveis em comprimento e/ou montadas com mola. As alavancas oscilantes podem também ser configuradas como alavancas oscilantes pneumaticamente ajustáveis, eletricamente ajustáveis e/ou hidraulicamente ajustáveis.

Em alternativa pode estar previsto que as alavancas-guia de películas sejam configuradas como alavancas oscilantes que podem ser osciladas e/ou ajustadas em comprimento por meio de um mecanismo de atuação eletronicamente controlável. Deste modo é possível que as alavancas-guia de películas assumam posições que dependem da posição da peça predefinida pelo robô industrial, de modo a produzir o encosto permanente da película de estampagem a quente à peça na zona do punção de estampagem e de um percurso de arrefecimento descrito mais adiante a jusante do punção de estampagem. Por este meio, pode ser obtida uma adaptação do dispositivo de estampagem de películas a diferentes geometrias das peças e/ou a diferentes parâmetros de estampagem. 0 rolo-guia de películas da segunda alavanca-guia de películas pode atuar como uma aresta de separação, através da qual a película de suporte separada da camada de transferência pode ser removida.

Pode estar previsto que entre a película de suporte e a camada de transferência esteja formado um ângulo de separação que se situa no intervalo de 82 até 1352, de um modo preferido de 102 até 902 . O ângulo de separação pode ser ajustado através da alavanca-guia de películas e/ou através de atuadores externos eletronicamente controláveis. A adaptação do ângulo de separação pode servir para melhorar a qualidade da estampagem, consoante a película de estampagem utilizada, os parâmetros de estampagem utilizados e o material da peça. Por meio dos ângulos de separação é determinado como a película de suporte se descola ou separa da camada de transferência aplicada. Neste caso, é importante que a camada de transferência já aplicada não seja danificada ou se descole novamente e, no caso de uma aplicação da camada de transferência apenas em determinadas zonas da superfície, as zonas laterais não se esfarripem ou apenas se esfarripem pouco.

Alem disso, pode estar previsto que um percurso de arrefecimento esteja formado entre o punção de estampagem e a segunda alavanca-guia de películas. Aquando da passagem através do percurso de arrefecimento, a camada de transferência transferida para a peça arrefece de tal modo que adere firmemente à superfície da peça e a remoção da película de suporte, da camada de transferência não provoca nenhuns danos na camada de transferência. 0 tempo de arrefecimento depende, sobretudo, do comprimento do percurso de arrefecimento e da velocidade de avanço da peça.

Pode estar previsto que o punção de estampagem seja configurado como uma roda de estampagem. A roda de estampagem pode ser configurada com uma superfície lisa para a transferência da camada de transferência em toda a superfície. É, no entanto, também possível estruturar a superfície da roda de estampagem, de tal modo que são apenas transferidas determinadas zonas da camada de transferência. Estas zonas podem formar um padrão, por exemplo em forma de uma inscrição ou de um logotipo ou de uma forma geométrica. A roda de estampagem pode apresentar uma superfície em silicone, por exemplo com uma dureza Shore de 302 Shore A até 1002 Shore A, ou em metal, por exemplo em aço ou latão.

Pode estar previsto que a roda de estampagem seja configurada de tal modo que roda de forma sincronizada com o avanço da película de estampagem a quente e da peça. A roda de estampagem pode apresentar um acionamento controlável. É, no entanto, também possível que seja arrastada pela peça que é conduzida ao lado, através da película de estampagem a quente. 0 robô industrial pode apresentar um braço robótico com 4 até 15 graus de liberdade, de um modo preferido com cinco até sete graus de liberdade. 0 braço robótico pode apresentar um suporte de peças.

Pode estar previsto que o suporte de peças seja configurado como uma barra que encaixa na peça. 0 suporte de peças pode estar adaptado, no que diz respeito ao seu contorno, à peça. 0 suporte de peças pode apresentar ventosas a vácuo que interagem com o lado interior da peça. 0 suporte de peças pode além disso apresentar cilindros de fixação por aperto e/ou ejetores de peças, que interagem com o lado interior da peça.

Pode estar previsto que o suporte de peças e/ou a peça apresentam e/ou apresenta, respetivamente, elementos de guia e/ou sensores, que produzem uma associaçao das posiçoes reprodutível entre o suporte de peças e a peça.

Pode, no entanto, também estar previsto um suporte de peças com elementos móveis que podem ser ajustados correspondentemente ao contorno da peça. Um tal suporte de peças pode ser configurado, por exemplo, como uma pinça com dedos de pinça.

Pode também estar previsto que o dispositivo de estampagem a quente se encontre disposto no braço robótico. Uma forma de realização deste género pode estar prevista, por exemplo, para decorar os lados frontais de peças em forma de placas. As peças podem ser aduzidas e afastadas por meio de uma correia transportadora.

Um dispositivo de posicionamento pode encontrar-se disposto no braço robótico e/ou no dispositivo de estampagem a quente. 0 dispositivo de posicionamento pode emitir sinais de controlo para o robô industrial e/ou a unidade de controlo. 0 dispositivo de posicionamento pode ser configurado, por exemplo, como um dispositivo de posicionamento ótico que funciona, por exemplo, por meio de um raio laser emitido na direção da peça e refletido por esta. É, no entanto, também possível utilizar um sistema de captação de imagens, por exemplo uma câmara com um software de processamento de imagens, que também se pode encontrar disposta em separado. A unidade de controlo pode ser configurada como uma unidade de controlo central. Neste caso, a unidade de controlo funciona como um assim chamado "mestre" e o dispositivo de estampagem a quente e o robô industrial funcionam como um assim chamado "escravo". 0 "mestre" é a unidade de controlo superior que dá comandos de ações a unidades de controlo inferiores designadas por "escravo" e consulta as ações executadas. É também possível que se prescinda de uma unidade de controlo separada e, em vez disso, o robô industrial ou o dispositivo de estampagem a quente funcione como "mestre". Nestes casos, a unidade de controlo pode estar integrada no robô industrial ou no dispositivo de estampagem a quente. Por exemplo, o dispositivo de estampagem a quente pode funcionar como "mestre", de modo a poder ser adaptado de uma forma particularmente fácil a diferentes tipos de robôs industriais. A unidade de controlo pode ser configurada de tal modo que controla o robô industrial de tal modo que, durante a estampagem, a peça é pressionada com uma força constante, pelo menos por secções e/ou temporariamente, sobre o punção de estampagem ou vice-versa. 0 valor da força pode ser diferente em diferentes secções da peça.

Pode estar previsto que um sensor de pressão que está ligado à unidade de controlo se encontre disposto no braço robótico e/ou no suporte de peças. A unidade de controlo ou um controlo do robô industrial apresenta, de um modo preferido, um regulador que, com base nos dados recebidos do sensor de pressão e, eventualmente, nos dados recebidos de outros sensores, controla o braço robótico de tal modo que, durante a estampagem a peça é pressionada com uma força constante sobre o punção de estampagem.

Uma tal força constante é vantajosa para manter as condições de estampagem o mais constantes possível, no seu todo, durante um período de tempo definido, isto é, a força de estampagem, a temperatura de estampagem juntamente com uma velocidade de avanço constante da peça e/ou do punção de estampagem. Pode, no entanto, também ser vantajoso ajustar diferentes forças por secções em função da geometria da peça, por exemplo, devido ao facto de existirem por secções diferentes qualidades da superfície na peça ou de a superfície de estampagem variar por secções. É por exemplo vantajoso aumentar a força de estampagem quando a superfície a ser estampada é relativamente grande ou diminuir a força de estampagem quando a superfície a ser estampada é relativamente pequena. Um exemplo para tal é um bordo da peça a ser estampado, cuja largura varia por secções.

Uma secção da superfície da peça, na qual as condições de estampagem e, deste modo, também a força de estampagem devem ser mantidos o mais constantes possível, apresenta, portanto, em particular, uma qualidade uniforme da superfície, por exemplo, rugosidade ou material ou capacidade de absorção de radiação. Além disso, a superfície de estampagem é, de um modo preferido, constante ao longo desta secção. É além disso vantajoso que a unidade de controlo controle o robô industrial de tal modo que, durante a estampagem, a peça é pressionada sobre o punção de estampagem ou vice-versa com uma força que depende da qualidade da superfície e/ou das dimensões da área da peça a ser estampada e da respetiva secção da peça a ser estampada.

Por uma secção de uma peça, na qual em particular a força, com a qual a peça é pressionada sobre o punção de estampagem ou vice-versa, é constante, deve ser entendida, de um modo preferido, uma zona parcial da superfície da peça, na qual a qualidade da superfície é constante em relação a um ou a vários parâmetros, em particular em relação à rugosidade da superfície, à qualidade do material da superfície e/ou a propriedades óticas da superfície (por exemplo capacidade de absorção, cor). É possível que para a comunicação por um sistema de controlo seja utilizado um sistema de barramento que possibilita uma comunicação permanente, incluindo uma comparação dos valores teóricos/reais entre os diversos componentes de controlo. Por este meio é possível um controlo em tempo real. A invenção é agora explicada mais ao pormenor com base em exemplos de realização. Mostram

Figura 1 um primeiro exemplo de realização do dispositivo de estampagem de películas de acordo com a invenção, numa representação em perspetiva;

Figura 2 o dispositivo de estampagem de películas na Figura 1, numa vista frontal segundo a direção de observação II na Figura 1;

Figura 3 o suporte de peças na Figura 1, numa vista frontal;

Figura 4 o suporte de peças na Figura 3, numa representação em perspetiva;

Figura 5 o suporte de peças na Figura 4 com uma peça presa, numa representação em perspetiva;

Figura 6 a unidade de estampagem na Figura 1, numa vista frontal segundo a direção de observação VI na Figura 1;

Figura 7 um segundo exemplo de realização do dispositivo de estampagem de películas de acordo com a invenção, numa representação esquemática;

Figura 8 um diagrama de blocos de um primeiro exemplo de realização de uma unidade de controlo do dispositivo de estampagem de películas na Figura 1;

Figura 9 um diagrama de blocos de um segundo exemplo de realização de uma unidade de controlo do dispositivo de estampagem de películas na Figura 1;

Figura 10 um diagrama de blocos de um terceiro exemplo de realização de uma unidade de controlo do dispositivo de estampagem de películas na Figura 1;

Figura 11 uma primeira representação esquemática de uma unidade de estampagem com um mecanismo de tração e sem um conjunto de rolos livres;

Figura 12 uma segunda representação esquemática de uma unidade de estampagem com um mecanismo de tração e com um conjunto de rolos livres.

As Figuras 1 e 2 mostram um dispositivo 1 de estampagem de películas compreendendo um dispositivo 2 de estampagem a quente e um robô 3 industrial que aduz peças 4 não estampadas a partir de um dispositivo 6 de armazenamento ao dispositivo 2 de estampagem a quente e afasta as peças 4 estampadas do dispositivo 2 de estampagem a quente.

No dispositivo 1 de estampagem de películas, uma camada 51 de transferência (ver a Figura 6) de uma película 5 de estampagem a quente é transferida, pelo menos por secções, para a peça 4 por meio de um punção de estampagem aquecido. No caso da camada 51 de transferência pode tratar-se de uma camada decorativa que pode apresentar, por exemplo, a aparência de um folheado de madeira. A camada 51 de transferência encontra-se disposta numa película 52 de suporte. Além disso, entre a película 52 de suporte e a camada 51 de transferência pode encontrar-se disposta uma camada de separação que facilita a separação da camada 51 de transferência da película 52 de suporte. A camada 51 de transferência pode apresentar, em particular, várias camadas decorativas, por exemplo camadas de tinta opacas ou translúcidas ou transparentes e/ou camadas metalizadas e/ou camadas oticamente variáveis. Adicionalmente podem estar previstas camadas de proteção para aumentar a resistência da camada 51 de transferência em relação a influências externas e/ou camadas de agentes adesivos para melhorar a adesão entre as outras camadas. A camada 51 de transferência pode apresentar, adicionalmente ou em alternativa, camadas funcionais, em particular camadas ótica e/ou elétrica e/ou eletronicamente funcionais, por exemplo de metais, de semicondutores ou de camadas não condutoras. Estas camadas funcionais podem ser, por exemplo, componentes elétricos ou eletrónicos, elementos de antena, elétrodos, camadas fotossensíveis, camadas emissoras de luz, camadas polarizadoras de radiação, camadas fluorescentes, camadas fosforescentes ou semelhantes. As camadas decorativas ou funcionais podem ser constituídas, por exemplo, por polímeros termoplásticos ou que endurecem por radiação. A película 52 de suporte pode ser, por exemplo, de uma película de poli(tereftalato de etileno) (poli(tereftalato de etileno) = PET) , podendo, no entanto, também ser uma outra película sintética transparente ou parcialmente transparente, por exemplo uma película de uma poliolefina, tal como polietileno (PE), polipropileno (PP), policloreto de vinilo (PVC), poliestireno (PS), poliéster (PE) e/ou policarbonato (PC) ou, por exemplo, de PMMA, poliamida ou poliimida. 0 robô 3 industrial apresenta um braço 31 robótico que, no exemplo de realização representado, pode ser movido em cinco graus de liberdade. É possível que o braço 31 robótico apresente também mais ou menos do que cinco graus de liberdade. Um suporte 32 de peças encontra-se disposto numa secção de extremidade do braço 31 de transferência. 0 suporte 32 de peças é configurado como uma barra, na qual se encontram dispostas ventosas 32s a vácuo, cilindros 32k de fixação por aperto e ejetores 32a de peças. As Figuras 3 e 4 mostram o suporte 32 de peças numa posição, na qual pode ser colocado sobre a peça 4, para prender a peça. A Figura 5 mostra o suporte 32 de peças com uma peça 4 presa, sendo que o suporte de peças se encontra disposto na peça 4 configurada como uma peça moldada oca. A peça 4 é sugada por meio das ventosas 32s a vácuo e é fixada por aperto sobre o suporte 32 de peças por meio dos cilindros 32k de fixação por aperto. Os ejetores 32a de peças separam a peça 4 estampada novamente do suporte 32 de peças.

No exemplo de realização representado nas Figuras 1 a 6, o dispositivo 2 de estampagem a quente é configurado como um dispositivo de estampagem por rolos, no qual o punção de estampagem é configurado como uma roda 21 de estampagem. Pode, no entanto, também estar previsto um dispositivo de estampagem a quente com um punção de estampagem em forma de placa. No caso do punção de estampagem em forma de placa pode tratar-se também de um punção de estampagem com elementos móveis. 0 robô 3 industrial posiciona a peça 4 a ser estampada, que pode apresentar uma superfície de estampagem tridimensional, em todas as secções da superfície de estampagem, de tal modo que a superfície de estampagem está orientada, pelo menos por secções, paralelamente em relação à película 5 de estampagem a quente e, pelo menos por secções, paralelamente em relação ao perímetro da roda 21 de estampagem. 0 robô 3 industrial pressiona a peça 4 sobre a roda 21 de estampagem e exerce neste caso uma força de estampagem, ou seja, produz uma pressão de estampagem na superfície de estampagem. No exemplo de realização representado, a roda 21 de estampagem atua como um contra-apoio rígido. É, no entanto, também possível que a roda 21 de estampagem esteja montada com mola e assim, se for necessário, pode recuar numa pequena medida. Numa outra configuração, a roda 21 de estampagem pode ser ajustada, no que diz respeito à sua posição e posicionamento, de forma hidráulica, pneumática, elétrica e/ou mecânica, de forma automática e/ou manual, de modo a se adaptar igualmente ao processo e à geometria da peça. De um modo preferido, o braço 31 robótico pode estar configurado com um sensor de força ou de pressão e produzir a força de estampagem através de um movimento de avanço na direção da superfície de estampagem. A força de estampagem produzida é neste caso, de um modo preferido, constante durante um período de tempo definido, ou seja, ao longo de uma secção definida da superfície da peça, de modo a criar, juntamente com os restantes parâmetros de estampagem, temperatura e velocidade de avanço da peça, condições globais constantes. Numa outra secção, em particular adjacente, ou seja, durante um outro período de tempo definido, podem por sua vez ser ajustadas outras condições constantes, o que pode também compreender uma outra força de estampagem constante ajustada.

Além disso, o robô 3 industrial conduz a peça 4 ao lado da roda 21 de estampagem, isto é, executa o avanço da peça 4.

Os parâmetros processuais, temperatura de estampagem, pressão de estampagem, ou seja, força de estampagem, tempo de estampagem, ou seja, velocidade de avanço e tempo de arrefecimento, têm uma influência essencial sobre a qualidade da estampagem a quente.

Os seguintes intervalos de valores dos três parâmetros processuais característicos deram bons resultados:

Temperatura de estampagem: 160 2C até 220 2C, de um modo preferido 190 2C até

210 2C

Força de estampagem: 600 N até 1600 N de um modo preferido 900 N até 1200 N Velocidade de avanço: 1,2 m/min até 6 m/min de um modo preferido 3 m/min até 3,5 m/min

Após a estampagem da película 5 de estampagem a quente é necessário que um percurso a de arrefecimento (ver a Figura 6) seja percorrido. Aquando da passagem através do percurso a de arrefecimento, a camada 51 de transferência da película 5 de estampagem a quente, transferida para a peça 4, arrefece até que a camada 51 de transferência não possa mais ser separada da peça 4. Depois, a película 52 de suporte pode ser removida da camada 51 de transferência aplicada, sem perdas de qualidade na camada 51 de transferência aplicada. A Figura 6 mostra ao pormenor a estrutura do dispositivo 2 de estampagem a quente. A película 5 de estampagem a quente encontra-se disposta num rolo 22 de alimentação e atravessa então um primeiro conjunto 23 de rolos livres. No caso do conjunto 23 de rolos livres trata-se de um dispositivo que mantém a tração da película constante. 0 conjunto 23 de rolos livres apresenta um rolo de desvio fixo à estrutura e um rolo de desvio amortecido por mola, que estão envolvidos pela película 5 de estampagem a quente em forma de S. Uma primeira alavanca-guia 24 de películas encontra-se disposta a jusante do conjunto 23 de rolos livres. Numa das suas secções de extremidade, a alavanca-guia 24 de películas encontra-se montada de forma oscilante e, na sua outra secção de extremidade, apresenta um ou vários rolos-guia 24r, através dos quais a película 5 de estampagem a quente é conduzida, opcionalmente com base nos requisitos. A alavanca-guia 24 de películas pode ser ajustada no que diz respeito ao seu comprimento, tal como se encontra indicado na Figura 6 através de uma seta de direção reta. A alavanca-guia 24 de películas encosta a película 5 de estampagem a quente à peça 4, já a montante da roda 21 de estampagem. A alavanca-guia 24 de películas pode ser configurada com uma alavanca amortecida por mola, pneumaticamente ajustável, eletricamente ajustável e/ou hidraulicamente ajustável ou pode ser oscilada e/ou ser avançada e recuada ao longo do seu eixo longitudinal, por meio de um mecanismo de atuação eletronicamente controlável. Aquando de movimentos curvados, a alavanca-guia 24 de películas providencia que a película 5 de estampagem a quente esteja encostada e possa ser estampada pelo raio completo do canto da peça 4, com correspondentes percursos a montante e a jusante. A roda 21 de estampagem encontra-se disposta a jusante da alavanca-guia 24 de películas. A roda 21 de estampagem aquecida aquece a película 5 de estampagem a quente conduzida entre a roda 21 de estampagem e a peça 4, de modo que uma cola termoplástica aplicada sobre a camada 51 de transferência é ativada, bem como, eventualmente, uma camada de separação opcional entre a película 52 de suporte e a camada 51 de transferência é ativada e fixa a camada 51 de transferência sobre a peça 4. Quando se trata de uma roda 21 de estampagem sem perfil, toda a camada 51 de transferência pode ser transferida para a peça 4, por exemplo para decorar as arestas de um painel. Neste caso, contudo, a camada 51 de transferência pode também ser transferida apenas parcialmente para a peça 4, quando, por exemplo, a aresta na peça 4 é um pouco mais estreita do que película 5 de estampagem a quente, o que pode ser vantajoso para compensar tolerâncias aquando da adução da película 5 de estampagem a quente à roda 21 de estampagem. Pode, no entanto, também estar prevista uma roda 21 de estampagem com perfil que transfere apenas determinadas zonas da camada 51 de transferência para a peça 4. As zonas transferidas podem formar, por exemplo, um padrão. A velocidade periférica da roda 21 de estampagem é, no que diz respeito aos valores, igual à velocidade de avanço da película 5 de estampagem a quente e da peça 4, isto é, a velocidade relativa entre os componentes referidos é igual a zero.

Uma segunda alavanca-guia 25 de películas encontra-se disposta a jusante da roda 21 de estampagem. Num rolo-guia 25r da segunda alavanca-guia 25 de películas, a película 52 de suporte é separada da camada 51 de transferência transferida para a peça 4, sendo que simultaneamente são separadas zonas não transferidas da camada 51 de transferência. Entre a película 52 de suporte e a camada 51 de transferência aplicada está formado um ângulo α de separação que se pode situar, por exemplo, no intervalo de 82 até 1352, de um modo preferido de 102 até 902. 0 ângulo α de separação a ser ajustado pode depender das propriedades do material e/ou da velocidade de avanço da película 5 de estampagem a quente. A distância entre o rolo-guia 25r e uma zona de contacto linear formada entre a roda 21 de estampagem e a película 5 de estampagem a quente forma o percurso a de arrefecimento descrito anteriormente.

Um segundo conjunto 23 de rolos livres e um rolo 26 de enrolamento encontram-se dispostos a jusante da segunda alavanca-guia 25 de películas.

Uma unidade 7 de controlo eletrónico está prevista para o controlo do dispositivo 2 de estampagem a quente e do robô 3 industrial. A unidade 7 de controlo pode encontrar-se disposta, por exemplo, no dispositivo 2 de estampagem a quente, tal como se encontra representado na Figura 1. A unidade 7 de controlo realiza o seguinte processo: a) 0 robô 3 industrial desloca-se para uma posição de preensão e prende uma peça 4 não estampada disponibilizada no dispositivo 6 de armazenamento, por meio das ventosas 32s a vácuo e dos cilindros 32k de fixação por aperto. b) 0 robô 3 industrial desloca-se, com a peça 4, para junto do dispositivo 2 de estampagem a quente e estampa a peça 4 num movimento de estampagem ao longo do contorno, com uma força de estampagem constante, pelo menos por secções e/ou temporariamente, ao longo do contorno predefinido da peça, na roda 21 de estampagem aquecida. c) Durante o movimento de estampagem ao longo do contorno, as duas alavancas-guia 24 de películas são movidas de tal modo que tanto aquando de movimentos curvados, como também aquando de movimentos horizontais planos, a película 5 de estampagem a quente está sempre encostada à peça 4, a montante e a jusante da estampagem. d) Após a estampagem, o robô 3 industrial desloca-se, com a peça 4, à qual está encostada a película 5 de estampagem a quente, ao longo do percurso a de arrefecimento. e) No final do percurso de arrefecimento, a película 52 de suporte é separada da camada 51 de transferência transferida para a peça 4. f) 0 robô 3 industrial desloca-se para uma posição de depósito e separa a peça 4 estampada, do suporte 32 de peças: os cilindros 32k de fixação por aperto são recuados, as ventosas 32s a vácuo são desligadas, os ejetores 32a de peças pressionam a peça 4 afastando-a do suporte 32 de peças. g) 0 robô 3 industrial regressa para a sua posição inicial. A comunicação dos diversos estados operacionais pode ser efetuada através das entradas e saídas ligadas a um sistema de controlo, do robô 3 industrial e do dispositivo 2 de estampagem a quente. A Figura 7 mostra um segundo exemplo de realização do dispositivo 1 de estampagem de películas, no qual o dispositivo 2 de estampagem a quente se encontra disposto no braço 31 robótico e a roda 21 de estampagem é pressionada sobre a peça 4 que se encontra disposta no dispositivo 6 de armazenamento configurado como um dispositivo de transporte e de armazenamento.

Um dispositivo 8 de posicionamento para o posicionamento do dispositivo 2 de estampagem a quente na posição exata em relação à peça 3 encontra-se disposto no dispositivo 2 de estampagem a quente. No caso da peça 4 pode tratar-se de uma peça em forma de placa, cuja zona de aresta é decorada com a camada de transferência da película 5 de estampagem a quente. 0 dispositivo 8 de posicionamento pode emitir sinais de controlo para o robô 3 industrial e/ou a unidade 7 de controlo.

No exemplo de realização representado na Figura 7, o dispositivo 8 de posicionamento é configurado como um dispositivo de posicionamento ótico. 0 raio emitido pelo dispositivo 8 de posicionamento e refletido pela peça 4 encontra-se assinalado com 8s. Pode tratar-se, neste caso, de um raio laser. 0 dispositivo 8 de posicionamento pode também encontrar-se disposto no braço 31 robótico ou estar integrado no braço robótico. Quando se trata de um dispositivo de posicionamento de imagens, o dispositivo 8 de posicionamento pode também ser configurado como um dispositivo separado que se encontra montado, por exemplo, de tal modo que capta imagens do robô 3 industrial e do dispositivo 6 de armazenamento.

Contudo, o posicionamento pode igualmente ser realizado por um sistema de controlo através das coordenadas espaciais na área de funcionamento do robô 3 industrial. A Figura 8 mostra um diagrama de blocos de um primeiro exemplo de realização de uma unidade 7 de controlo. A unidade 7 de controlo é configurada como uma unidade de controlo central. 0 dispositivo 2 de estampagem a quente e o robô 3 industrial estão ligados à unidade 7 de controlo através de entradas 2e e 3e de controlo, respetivamente, e de saídas 2a e 3a de controlo, respetivamente. Através da programação da unidade 7 de controlo, o dispositivo 1 de estampagem de películas pode ser ajustado, por exemplo, à geometria da peça 4 e às propriedades do material da película 5 de estampagem a quente. A unidade 7 de controlo funciona como um assim chamado "mestre" e o dispositivo 2 de estampagem a quente e o robô 3 industrial funcionam como um assim chamado "escravo". 0 "mestre" é a unidade de controlo superior que dá comandos de ações a unidades de controlo inferiores designadas por "escravo" e consulta as ações executadas. É também possível que se prescinda de uma unidade de controlo separada e, em vez disso, o robô 3 industrial ou o dispositivo 2 de estampagem a quente funcione como "mestre". Nestes casos, a unidade 7 de controlo está integrada no robô 3 industrial ou no dispositivo 2 de estampagem a quente, tal como se encontra representado nas Figuras 9 e 10. A Figura 11 mostra ao pormenor uma estrutura esquemática opcional do dispositivo 2 de estampagem a quente. A película 5 de estampagem a quente encontra-se disposta num rolo 33 de desenrolamento e atravessa então o primeiro mecanismo 34 de tração. No caso do mecanismo 34 de tração trata-se de um dispositivo que mantém a tração da película constante e possibilita um enrolamento para a frente e/ou um enrolamento para trás da película 5 de estampagem a quente. 0 mecanismo 34 de tração apresenta um cilindro 34p de compressão deslocável e um cilindro 34z de tração, os quais são acionados através de um acionamento por correia que está ligado a um motor. Uma primeira alavanca-guia 24 de películas encontra-se disposta a jusante do mecanismo 34 de tração. Numa das suas secções de extremidade, a alavanca-guia 24 de películas encontra-se montada de forma oscilante e, na sua outra secção de extremidade, apresenta um ou vários rolos-guia 24r, através dos quais a película 5 de estampagem a quente é conduzida, opcionalmente com base nos respetivos requisitos, por exemplo da respetiva geometria da peça. A alavanca-guia 24 de películas pode ser ajustada no que diz respeito ao seu comprimento, tal como se encontra indicado na Figura 6 através de uma seta de direção reta. A alavanca-guia 24 de películas encosta a película 5 de estampagem a quente à peça 4, já a montante da roda 21 de estampagem. A alavanca-guia 24 de películas pode ser configurada com uma alavanca amortecida por mola, pneumaticamente ajustável, eletricamente ajustável e/ou hidraulicamente ajustável ou pode ser oscilada e/ou ser avançada e recuada ao longo do seu eixo longitudinal, por meio de um mecanismo de atuação eletronicamente controlável. Aquando de movimentos curvados, a alavanca-guia 24 de películas providencia que a película 5 de estampagem a quente esteja encostada e possa ser estampada pelo raio completo do canto da peça 4, com correspondentes percursos a montante e a jusante. A roda 21 de estampagem encontra-se disposta a jusante da alavanca-guia 24 de películas. A roda 21 de estampagem aquecida aquece a película 5 de estampagem a quente conduzida entre a roda 21 de estampagem e a peça 4, de modo que uma cola termoplástica aplicada sobre a camada 51 de transferência é ativada, bem como, eventualmente, uma camada de separação opcional entre a película 52 de suporte e a camada 51 de transferência é ativada e fixa a camada 51 de transferência sobre a peça 4. Quando se trata de uma roda 21 de estampagem sem perfil, toda a camada 51 de transferência pode ser transferida para a peça 4, por exemplo, para decorar as arestas de um painel. Neste caso, contudo, a camada 51 de transferência pode também ser transferida apenas parcialmente para a peça 4, quando, por exemplo, a aresta na peça 4 é um pouco mais estreita do que película 5 de estampagem a quente, o que pode ser vantajoso para compensar tolerâncias aquando da adução da película 5 de estampagem a quente à roda 21 de estampagem. Pode, no entanto, também estar prevista uma roda 21 de estampagem com perfil que transfere apenas determinadas zonas da camada 51 de transferência para a peça 4. As zonas transferidas podem formar, por exemplo, um padrão. A velocidade periférica da roda 21 de estampagem é, no que diz respeito aos valores, igual à velocidade de avanço da película 5 de estampagem a quente e da peça 4, isto é, a velocidade relativa entre os componentes referidos é igual a zero.

Um segundo mecanismo 34 de tração e um rolo 35 de enrolamento encontram-se dispostos a jusante da segunda alavanca-guia 25 de películas.

Na Figura 11, os conjuntos 23 de rolos livres encontram-se substituídos por mecanismos 34 de tração. A tração pretendida é ajustada uma única vez através da suspensão mecânica do conjunto de rolos livres. Os mecanismos 34 de tração, pelo contrário, podem ser regulados eletronicamente de uma forma precisa no que se refere à força de tração e, eventualmente, também na evolução temporal da força. Demonstrou-se que em particular no caso da estampagem de peças 4 redondas, o percurso de arrefecimento da película 5 aplicada na peça não é suficiente. No caso da estampagem de peças redondas existe um contacto linear entre a roda 21 de estampagem e a peça. Quando a película 5 está tensionada pelos conjuntos 23 de rolos livres, a película 5 separa-se quase diretamente após o contacto linear, facto pelo qual praticamente não existe nenhum percurso de arrefecimento e a estampagem fica prejudicada. Quando a tração da película é reduzida manualmente, então a película 5 fica presa de forma praticamente solta como um laço na peça 4 estampada e forma-se um percurso de arrefecimento. Apenas depois de algum tempo, a película 5 separa-se quase automaticamente da peça 4. Isto pode ser controlado através do mecanismo de tração, isto é, a tração da película é variada ao longo do tempo, para que este percurso se forme da melhor forma possível consoante a geometria da peça. Neste caso, é decisivo, sobretudo, o segundo mecanismo 34 de tração (aquando do enrolamento). 0 primeiro mecanismo de tração na adução da película é apenas opcional ou poderá ser substituído por um conjunto de rolos livres. Aqui o controlo preciso é menos importante. A Figura 12 mostra ao pormenor uma outra estrutura esquemática opcional do dispositivo 2 de estampagem a quente. A película 5 de estampagem a quente encontra-se disposta num rolo 22 de alimentação e atravessa então um primeiro conjunto 23 de rolos livres. No caso do conjunto 23 de rolos livres trata-se de um dispositivo que mantém a tração da película constante. 0 conjunto 23 de rolos livres apresenta um rolo de desvio fixo à estrutura e um rolo de desvio amortecido por mola, que estão envolvidos pela película 5 de estampagem a quente em forma de S. 0 primeiro mecanismo 34 de tração encontra-se disposto a jusante do conjunto 23 de rolos livres. No caso do mecanismo 34 de tração trata-se de um dispositivo que mantém a tração da película constante e possibilita um enrolamento para a frente e/ou um enrolamento para trás da película 5 de estampagem a quente. 0 mecanismo 34 de tração apresenta um cilindro 34p de compressão deslocável e um cilindro 34z de tração, que é acionado através de um acionamento por correia que está ligado a um motor. Uma primeira alavanca-guia 24 de películas encontra-se disposta a jusante do mecanismo 34 de tração. Numa das suas secções de extremidade, a alavanca-guia 24 de películas encontra-se montada de forma oscilante e, na sua outra secção de extremidade, apresenta um ou vários rolos-guia 24r, através dos quais a película 5 de estampagem a quente é conduzida, opcionalmente com base nos respetivos requisitos. A alavanca-guia 24 de películas pode ser ajustada no que diz respeito ao seu comprimento, tal como se encontra indicado na Figura 6 através de uma seta de direção reta. A alavanca-guia 24 de películas encosta a película 5 de estampagem a quente à peça 4, já a montante da roda 21 de estampagem. A alavanca-guia 24 de películas pode ser configurada com uma alavanca amortecida por mola, pneumaticamente ajustável, eletricamente ajustável e/ou hidraulicamente ajustável ou pode ser oscilada e/ou ser avançada e recuada ao longo do seu eixo longitudinal, por meio de um mecanismo de atuação eletronicamente controlável. Aquando de movimentos curvados, a alavanca-guia 24 de películas providencia que a película 5 de estampagem a quente esteja encostada e possa ser estampada pelo raio completo do canto da peça 4, com correspondentes percursos a montante e a jusante. A roda 21 de estampagem encontra-se disposta a jusante da alavanca-guia 24 de películas. A roda 21 de estampagem aquecida aquece a película 5 de estampagem a quente conduzida entre a roda 21 de estampagem e a peça 4, de modo que uma cola termoplástica aplicada sobre a camada 51 de transferência é ativada, bem como, eventualmente, uma camada de separação opcional entre a película 52 de suporte e a camada 51 de transferência é ativada e fixa a camada 51 de transferência sobre a peça 4. Quando se trata de uma roda 21 de estampagem sem perfil, toda a camada 51 de transferência pode ser transferida para a peça 4, por exemplo para decorar as arestas de um painel. Neste caso, contudo, a camada 51 de transferência pode também ser transferida apenas parcialmente para a peça 4, quando, por exemplo, a aresta na peça 4 é um pouco mais estreita do que película 5 de estampagem a quente, o que pode ser vantajoso para compensar tolerâncias aquando da adução da película 5 de estampagem a quente à roda 21 de estampagem. Pode, no entanto, também estar prevista uma roda 21 de estampagem com perfil que transfere apenas determinadas zonas da camada 51 de transferência para a peça 4. As zonas transferidas podem formar, por exemplo, um padrão. A velocidade periférica da roda 21 de estampagem é, no que diz respeito aos valores, igual à velocidade de avanço da película 5 de estampagem a quente e da peça 4, isto é, a velocidade relativa entre os componentes referidos é igual a zero.

Um segundo mecanismo 34 de tração, um segundo conjunto 23 de rolos livres e um rolo 26 de enrolamento encontram-se dispostos a jusante da segunda alavanca-guia 25 de películas. É possível que para a comunicação por um sistema de controlo seja utilizado um sistema de barramento que possibilita uma comunicação permanente, incluindo uma comparação dos valores teóricos/reais entre os diversos componentes de controlo. Por este meio, os movimentos da roda 21 de estampagem, da película 5 de estampagem a quente, do braço 31 robótico e da alavanca-guia 24r podem ser coordenados em tempo real.

Lista dos índices de referência 1 dispositivo de estampagem de películas 2 dispositivo de estampagem a quente 2a saída de controlo 2e entrada de controlo 3 robô industrial 3a saída de controlo 3e entrada de controlo 4 peça 5 película de estampagem a quente 6 dispositivo de armazenamento 7 unidade de controlo 8 dispositivo de posicionamento 8s raio ótico 21 roda de estampagem 22 rolo de alimentação 23 conjunto de rolos livres 24 primeira alavanca-guia de películas 24r rolo-guia 25 segunda alavanca-guia de películas 25r rolo-guia 26 rolo de enrolamento 31 braço robótico 32 suporte de peças 32a ejetor de peças 32k cilindro de fixação por aperto 32s ventosa a vácuo 33 rolo de desenrolamento (rolo de alimentação) 34 mecanismo de tração 34p cilindro de compressão 34z cilindro de tração 35 rolo de enrolamento 51 camada de transferência 52 película de suporte a percurso de arrefecimento α ângulo de separação.

Lisboa, 27 de abril de 2017

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo (1) de estampagem de películas para a transferência de uma camada (51) de transferência de uma película (5) de estampagem a guente, disposta sobre uma película (52) de suporte, para uma superfície de uma peça (4), com um dispositivo (2) de estampagem a quente que apresenta um punção (21) de estampagem aquecido, sendo que o dispositivo (2) de estampagem a quente apresenta entradas e saídas ligadas a um sistema de controlo, sendo que o dispositivo (1) de estampagem de películas apresenta um robô (3) industrial com entradas e saídas ligadas a um sistema de controlo, que as entradas e saídas ligadas a um sistema de controlo, do dispositivo (2) de estampagem a quente e do robô (3) industrial estão ligadas a uma unidade (7) de controlo e que o robô (3) industrial é configurado de tal modo que aduz a peça (4) ao dispositivo (2) de estampagem a quente, posiciona a peça (4) sobre o punção (21) de estampagem e/ou a conduz ao longo do punção (21) de estampagem, e - afasta a peça estampada do dispositivo (2) de estampagem a quente, ou aduz o dispositivo (2) de estampagem a quente à peça (4), - posiciona o punção (21) de estampagem a quente sobre a peça (4) e/ou o conduz ao longo da peça (4), e - afasta o dispositivo (2) de estampagem a quente da peça (4) estampada, e sendo que o dispositivo (2) de estampagem a quente apresenta uma primeira alavanca-guia (24) de películas com um rolo—guia (24r) de películas, disposta a montante do punção (21) de estampagem, e uma segunda alavanca-guia (25) de películas com um rolo-guia (25r) de películas, disposta a jusante do punção (21) de estampagem, as quais interagem com o robô (3) industrial.
2. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o robô (3) industrial ser além disso configurado de tal modo que remove a película (52) de suporte, da camada (51) de transferência transferida para a peça (4).
3. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as alavancas-guia (24, 25) de películas serem configuradas como alavancas oscilantes ajustáveis em comprimento e/ou montadas com mola ou serem configuradas como alavancas oscilantes que podem ser osciladas e/ou ajustadas em comprimento por meio de um mecanismo de atuação eletronicamente controlável.
4. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o rolo-guia (25r) de películas da segunda alavanca-guia (25) de películas atuar como uma aresta de separação, através da qual a película (52) de suporte separada da camada (51) de transferência é removida, sendo que em particular entre a película (52) de suporte e a camada (51) de transferência está formado um ângulo (a) de separação que se situa no intervalo de 82 até 1352, de um modo preferido de 102 até 902 .
5. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o punção de estampagem ser configurado como uma roda (21) de estampagem que é configurada de tal modo que roda de forma sincronizada com o avanço da película (5) de estampagem a quente e da peça (4) .
6. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por um percurso (a) de arrefecimento estar formado entre o punção (21) de estampagem e a segunda alavanca-guia (25) de películas.
7. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o robô (3) industrial apresentar um braço (31) robótico com 4 até 15 graus de liberdade, de um modo preferido com cinco até sete graus de liberdade.
8. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o braço (31) robótico apresentar um suporte (32) de peças para a preensão da peça (4).
9. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o suporte (32) de peças ser configurado como uma barra que encaixa na peça (4).
10. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado por o suporte (32) de peças apresentar ventosas (32s) a vácuo que interagem com o lado interior da peça (4) e/ou apresentar cilindros (32k) de fixação por aperto e/ou ejetores (32a) de peças, que interagem com o lado interior da peça (4) .
11. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado por o suporte (32) de peças e/ou a peça (4) apresentarem e/ou apresentar, respetivamente, elementos de guia e/ou sensores, que produzem uma associação das posições reprodutível entre o suporte (32) de peças e a peça (4).
12. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o dispositivo (2) de estampagem a quente se encontrar disposto no braço (31) robótico.
13. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por um dispositivo (8) de posicionamento se encontrar disposto no braço (31) robótico e/ou no dispositivo (2) de estampagem a quente.
14. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a unidade (7) de controlo ser configurada de tal modo que controla o robô (3) industrial de tal modo que, durante a estampagem, a peça (4) é pressionada com uma força constante, pelo menos por secções e/ou temporariamente, sobre o punção (21) de estampagem ou vice-versa.
15. Dispositivo de estampagem de películas de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por um sensor de pressão que está ligado à unidade (7) de controlo se encontrar disposto no braço (31) robótico e/ou no suporte (32) de peças. Lisboa, 27 de abril de 2017