WO2000030782A1 - Sistema modular para engatillado y cabezal para su ejecucion - Google Patents

Sistema modular para engatillado y cabezal para su ejecucion Download PDF

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WO2000030782A1
WO2000030782A1 PCT/ES1999/000272 ES9900272W WO0030782A1 WO 2000030782 A1 WO2000030782 A1 WO 2000030782A1 ES 9900272 W ES9900272 W ES 9900272W WO 0030782 A1 WO0030782 A1 WO 0030782A1
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carriage
head
crimping
plate
modular
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WO2000030782A9 (es
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Mikel Iraragorri Elorriaga
Teodoro Zubia Zaldua
José Ramón ZULUETA GALINDEZ
Elías GARCIA SANCHEZ
Santos Casas Hoyos
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Matrici, S. Coop.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
    • B21D39/021—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53709—Overedge assembling means
    • Y10T29/53787—Binding or covering
    • Y10T29/53791—Edge binding

Definitions

  • the invention relates to a modular system for crimping and head for execution, aimed at the realization of the joining of two or more sheets by bending one of them, which is previously prepared.
  • Knitting heads are known applicable to this technique according to which the coupling of metal parts together by folding is carried out by a first folding of a flange of one of the two pieces on the other and a second folding of said flange or bending final.
  • the heads include the work tools for the bending operations, said heads being provided with two types of movement, one of rotation according to which the entire head is turned in approximation to the work point and another of sliding or greater approximation of a set associated with the head that incorporates the tools.
  • Reference US-A-3,130,770 has the disadvantages, among others, that the head is not fixed but turns with respect to the pieces to work, which implies the occupation of a considerable useful space; performs crimp of outer contours only; It does not have mechanical work stops or anti-collision safety tool-cradle.
  • the preoperation tool does not work perpendicular to the part, and lacks a safety locking system.
  • Reference US-A-3,142,329 shows the following disadvantages: the head has a turning movement with respect to the parts; does not have mechanical stops; not ready to work with several tools; It only performs the crimping of outer contours.
  • the preoperation tool does not work perpendicular to the part, and lacks a safety locking system.
  • Reference FR-A-. 2,651,699 suffers from the lack of adjustable mechanical stops and is not a desktop system; only do the crimping of outer contours.
  • Reference DE-A-1,452,618 has the disadvantages that preoperation is performed with lateral displacement, not perpendicular to the part; it is devoid of adjustable mechanical stops; performs the crimp of outer contours exclusively, and does not have mechanical safety stops anti-collision tool-cradle, lacking security lock system.
  • the reference US-A-5,457,981 is configured with a general head that turns with respect to the position of the pieces to work; It has no adjustable mechanical stops and is prepared for the crimping of external contours only. It also lacks a security lock system.
  • the reference EP-A-0.820.822 has a head that turns with respect to the position of the pieces to be crimped; the mechanical stops are integrated in the tool; It is only devoid of mechanical anti-collision safety stops, and needs external elements to the head to perform the approach approach to the part, lacking a safety locking system.
  • the present invention has as its main objectives a hooking system with a table top in which the pieces to be crimped remain static, the following:
  • the work tools are located on a common plate and are adjustable.
  • FIG. 1 shows the parts to be connected to each other according to the invention in a first work or preparation operation.
  • FIG. 72 describes an elevation of the head of the invention with electromechanical drive.
  • - Figure 82 is a variant of the head of fig. previous, equipped with mechanical box and electric drive.
  • - Figure 92 represents in a perspective the head of the invention together with the three drive possibilities.
  • FIG. 112 is a detail of the head drive through the hydraulic cylinder.
  • FIG. 132 shows the upper rear part of the head according to the invention.
  • FIG. 142 is an enlargement of the upper front part of the head showing the mechanical stops.
  • Figures 152 to 182 represent the sequences of the working operation of the head in the part that incorporates the tools, in relation to the pieces to be crimped.
  • FIG. 192 describes the synchronized drive of the modular head based on a cam and a pneumatic distributor according to the invention.
  • FIG. 202 also describes a synchronized drive of the head using a mechanical cam roller.
  • Figure 212 shows the variant of a head with four tool holder plates.
  • FIG. 222 to 242 represent, in particular, the internal operation of the multiple head of fig. 212.
  • the crimp module mounted on a structure of which it is participating a table (2) or basic plate of the machine that serves as structure of the machine and supports the head and a cradle (1) of support of the pieces to engatillar.
  • the plate (2 1 ) of the head is supported by screwing, said plate being associated with the fixed supports (5) on both sides of the head, and with the plates (31) and (9).
  • the car incorporates mechanical stops (15) and (16) mounted on the base plate (2), and on the underside of this base there is a plate (9) to which the carriage is secured, including this car (6), in its lower position, a thrust plate (3) substantially parallel to the clamping of the drives. Between the two plates, the different drives that promote the movement of the carriage (6) are arranged.
  • the plate (9) is seen in fig. 92.
  • the carriage is in turn integral with an upper working head, on which a tool-holder plate (10) is rotated that rotates on the shaft (11) and which includes the tools (D, E) to work the pieces (A).
  • the tool holder (10) is driven to a connecting rod (12) and this to a carriage (13) that moving vertically by the action of the cylinder (17, 18) can cause the plate (10) to move forward to the working position, as shown in this fig. 72, or is delayed to allow sliding movements of the head.
  • a wall (31) perpendicular to said supports integrated integral with them on whose wall the actuating mechanisms arranged between the pushing plate (3) and the holding plate (2 ') are located.
  • This vertical wall (31) is provided with a hole (32) to facilitate the passage of said mechanisms, as described in fig. 92, for example.
  • the drive is made from the motor (25) whose shaft output is related to the bell and flexible coupling (27), after which the conical pinion (33) which ties the conical crown (34) arranged is appreciated on a vertical axis placed between the clamping plate (2 ') and the thrust plate (3), with the upper arrangement of the bearing package (28).
  • the shaft is covered by a bellows (30) and a spindle and ball nut (29) as well as the elastic package (24) are shown below, so that the rotation of the spindle in the nut will promote the lifting of the thrust plate (3) and specifically of the car.
  • the drive of fig. 82 is constituted by a motor (25), and a reducer (26) that drives a main shaft (22) associated with a connecting rod (23), which through the elastic package (24) is connected to the push plate - je (24), this set being included in a mechanical box ( twenty )
  • the carriage is in an intermediate working position in relation to the machining of the parts as can be seen, in whose position the tool holder plate (10) contacts the mechanical stop (16).
  • the front face of the upper part of the head shown in fig. 142 allows us to notice the front portion of the tool-holder part (10) in which the machining tools are fixed with the joists (4) and the eccentric stops (14) for the tool height adjustment.
  • the position described corresponds to that of fig. 82, according to which the head is in a pre-crimping situation, with the extension of the tool holder (10) resting on the stop (16).
  • the two crimp stops (15) will contact the carriage extensions (6) shown according to the position of fig. 72.
  • the two outer stops (16) correspond to the pre-crimping and the two inner stops (15) to the crimping, as can be seen from what is described in figs. 152 to 182.
  • fig. 152 the start of the cycle, in which the carriage (13) of the tool holder is in its lowest position so that the connecting rod (12) has pulled the upper part of the tool holder (10) causing it to swing ⁇ l ⁇
  • the carriage (13) is driven upwards in order to present the tools (D, E) to carry out the pre-embossing on the part (A) fig. 172, pre-hooked specifically executed by the lower tool (E), while the carriage (6) begins to lower.
  • the assembly of the invention is logically prepared to synchronize the movements of the carriage (6) and of the tool holder (10) in order to carry out all the work sequences that we will detail more precisely below.
  • the synchronization can be carried out by any conventional means so that the displacements of the carriage (6) are adjusted with the movements of the tool holder (10) and in that sense Fig. 19 provides a possibility of said synchronization.
  • the head is equipped with a mechanical box (20) and an electric drive for the displacement or working movement of the carriage (6) and pneumatic cylinder (17) to provide the drive I lie in / out tools.
  • the cylinder (17) by the cam (46) installed in the main shaft (22) of the mechanical box, which cam drives a pneumatic distributor (47) of mechanical control which is the one that commands the cylinder (17).
  • a pneumatic distributor (47) of mechanical control which is the one that commands the cylinder (17).
  • the assembly of fig. 202 shows on the main shaft (22) a bevel gear (48) that provides movement to the cam roller (50), which is supported by two tapered roller bearings and provides vertical movement to the arm (51) by the follower rollers (49).
  • a bevel gear 48
  • the cam roller 50
  • the follower rollers 49
  • it has an elastic system (52) to compensate for differences and preload the tools in the working position. Also, with this version it is only necessary to control the motor (21) from the center of the machine control.
  • the machine can operate with one or several tool-holder plates (10) operated simultaneously by the carriage (13), as described in figs. 212 to 242.
  • a working head (45) is enabled with four tool-holder plates (10 ', 10 ") as an independent assembly attached to the head by bolts (44) of the latter and corresponding screws, according to fig. 212.
  • the plates (10', 10 ") are arranged alternately so that said plates have different folding behavior, two to two.
  • the plates (10') are related to connecting rods (12 ' ) larger dimension and plates (10 ") to connecting rods (12") of smaller dimension, whereby both groups of plates promote different angles of folding so that the head can be collected without collision between them.
  • the module according to the invention is provided with a lock in order to facilitate the assembly and maintenance operations of the head, which may be total or partial blocking.
  • a lock in order to facilitate the assembly and maintenance operations of the head, which may be total or partial blocking.
  • This particular is defined in figs. 252, 262, 272; and for this, the rear plate (35) is made with two perforations (54, 55) through which a pin (53) that reaches the blind hole (56) of the mobile carriage (13) can be accommodated.
  • the tool holder plate contacts the stops (15) and the carriage (6) is locked in its movement.
  • a pneumatic cylinder (17), or a hydraulic cylinder (18) can be installed so that the shaft output of these units moves linearly the tool carriage (13). This car is guided by recirculating roller skates and has a mechanical stop in the working position.
  • the elastic system (24) has the main function that the work force still remains with the drive motor stopped and prevents overloads of the system with forces greater than the predetermined ones for its correct operation.
  • the speed and force regulation in the case of electromechanical drive are carried out in the supply of the AC servo motor (synchronous motor with permanent magnet excitation) by means of a converter with digital regulation.
  • this drive requires a high installed power because it is a continuous drive and a complex electric automatism, it has the advantage that it allows to regulate the clamping force by simply changing parameters in the regulation converter.
  • This mechanical regulation function allows to optimize cycle times and also greatly simplifies the automation of electrical control. In addition, it allows the installation of two synchronized drive options for the movement of the tools, which further simplifies the electric automatism, reducing the cycle times
  • the general operation of the module starts in its cycle with the head in the rest position.
  • the head rises until the pre-crimping tool (s) are at the proper working height for said operation.
  • the tool holder is then rotated, the tools are introduced and the pre-crimping is carried out by lowering the carriage properly and removing the tools again.
  • the head with the appropriate mechanical stops, one of whose missions is to avoid the contact of the tools with the cradle of support of the pieces, when a cycle without part is performed.
  • Two stops are used for each operation in order to provide maximum stability to the head and thereby achieve a better guarantee of uniformity in the thickness of the crimp.
  • the double stops can be placed both in the upper zone, for the cases of external crimp, and in the lower zone, for the interior crimp.
  • figs. 3 to 6a these can be two (D, E) - Figs. 3 and 4a, for the realization of the crimping in two operations, or three (D, E, F) fig. 5a in the case of snagging in three operations nes, all of them for vertical contours, while the tools (D, F ') are for chamfered contours.
  • the tools can be mounted on a common support plate (40) with height adjustment through the eccentric stop (14) and reference holes (42), for the first and second operations shown in fig. 3rd.
  • fig. 4a they can be tools for the first and second operations, on different support plates (41), without height adjustment, as well as, fig. 5a, for the two preparation operations on a common plate (43) and another second plate for termination, with height adjustment.
  • the servomotor (25) is shown with the bell coupling, in the direction of an end conical pinion that meshes with a conical crown which transmits the movement to a ball screw (28).
  • the servo motor (25) vertically is related to the servo motor (59) that acts the toothed pole (58), the toothed crown (57) and the pulley toothed (58 '), all this to transmit the movement to the spindle (28).
  • the mechanical circuit of force of the system is optimal, since all the plates, except one, work under compression, being this one of reduced dimensions. Only the mobile car (6) works with traction and flexion combined, being well sized for this request.
  • Another remarkable feature of the invention is that it allows the fairing or protection in the drive zone, moving parts, because the system does not present more than a relative turning of the tool area, complying with the EN.292 standard for protection and safety of people when loading and unloading operations manually.
  • the system is modular, since it supports several sizes for the head.

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Abstract

Sistema modular para engatillado y cabezal para su ejecución, que cuenta con una estructura, una mesa (2) y una cuna (1) en la que apoyan las piezas a mecanizar. Se incluye un carro deslizante linealmente (6) que incluye las herramientas, estando éstas montadas en un porta-herramientas que gira en un eje sobre el cuerpo del carro deslizante, y en dirección a las piezas a engatillar. Se permite el mecanizado tanto de contornos exteriores como de interiores.

Description

"Sistema modular para engatillado y cabezal para su ejecución"
La invención se refiere a un sistema modular para engatillado y cabezal para su ejecución, encaminado a la realización de la unión de dos ó más chapas mediante el doblado de una de ellas, que está previamente preparada.
Son conocidos cabezales de engatillado aplicables a esta técnica según los cuales el acoplamiento de piezas metálicas entre si por doblado se lleva a cabo mediante un primer plegado de una pestaña de una de las dos piezas sobre la otra y un segundo plegado de dicha pestaña ó doblado final.
Dentro de este campo se tiene constancia de la existencia de las referencias US-A-3.130.770 , US - A -
3.142.329, FR-A-2.651.699, DE-A-1.452.618 , US-A-5.457.981 y EP-A-0820822 , las cuales muestran cabezales asociados en lineas generales, a conjuntos estructurales con una estructura propiamente dicha, una placa-base, una mesa de trabajo en la que se sitúan las piezas a engatillar y un pisador.
Asimismo, en dichas referencias, los cabezales incluyen las herramientas de trabajo para las operaciones de doblado, estando dotados dichos cabezales con dos tipos de movimiento, uno de giro según el cual todo el cabezal es volteado en aproximación al punto de trabajo y otro de deslizamiento ó mayor aproximación de un conjunto asociado al cabezal que incorpora las herramientas.
Estos cabezales conocidos suelen contar también con topes mecánicos en su realización práctica y su forma de trabajo se aplica a contornos exteriores o a contornos interiores, según los casos. Todas las técnicas mostradas por las antedichas referencias presentan sin embrgo inconvenientes varios, tal y como señalamos a continuación, inconvenientes de entre los que se destacan algunos de ellos.
La referencia US-A-3.130.770 tiene las desventajas, entre otras, de que el cabezal no es fijo sino que voltea con respecto a las piezas a trabajar, lo que supone la ocupación de un espacio útil considerable; realiza engatillados de contornos exteriores únicamente; no presenta topes mecánicos de trabajo ni de seguridad anticolisión herramienta-cuna. La herramienta de preoperación no trabaja perpendicular a la pieza, y carece de sistema de bloqueo de seguridad.
La referencia US-A-3.142.329 , muestra las desventajas siguientes: el cabezal presenta un movimiento de volteo con respecto a las piezas; no presenta topes mecánicos; no está preparado para trabajar con varias herra- mientas; realiza únicamente el engatillado de contornos exteriores. La herramienta de preoperación no trabaja perpendicular a la pieza, y carece de sistema de bloqueo de seguridad .
La referencia FR-A- .2.651.699 adolece de la falta de topes mecánicos regulables y no es de sistema de sobremesa; sólo realiza el engatillado de contornos exteriores .
La referencia DE-A-1.452.618 , tiene las desventajas de que la preoperación se realiza con desplazamiento lateral, no perpendicular a la pieza; está desprovista de topes mecánicos regulables; realiza el engatillado de contornos exteriores exclusivamente, y no presenta topes mecánicos de seguridad anticolisión herramienta-cuna, careciendo de sistema de bloqueo de seguridad.
La referencia US-A-5.457.981 está configurada con un cabezal general que voltea con respecto a la posición de las piezas a trabajar; no cuenta con topes mecánicos regulables y está preparada para el engatillado de contornos exteriores únicamente. Asimismo, carece de sistema de bloqueo de seguridad.
La referencia EP-A-0.820.822 cuenta con un cabezal que voltea con respecto a la posición de las piezas a engatillar; los topes mecánicos están integrados en la herramienta; únicamente está desprovista de topes mecánicos de seguridad anticolisión, y necesita elementos externos al cabezal para realizar el volteo de aproximación a la pieza, careciendo de sistema de bloqueo de seguridad.
La presente invención tiene como objetivos fundamentales en un sistema de engatillado con una sobremesa en la que las piezas a engatillar permanecen estáticas, las siguientes :
- Un cabezal fijo dotado de movimiento deslizante en linea, en el que las herramientas tienen un movimiento de trabajo - aproximación a las piezas a engatillar.
- Las herramientas de trabajo están ubicadas en una placa común y son regulables.
- Presentan topes mecánicos dobles en todas las operaciones .
- Está preparada para realizar el engatillado tanto de contornos exteriores como de contornos interiores. - Puede realizar el engatillado en dos ó tres operaciones, uno ó dos de preoperación y una de terminación.
- Puede trabajar con varias herramientas en un sólo cabezal.
- Puede incluir varios accionamientos distintos a ser instalados en el cabezal.
- Integra topes mecánicos anticolisión herramienta- cuna.
Aparte de estos objetivos básicos de la invención, otros derivados de la misma se advertirán con ayuda de las hojas de planos que se acompañan, en las cuales y con carácter no limitativo alguno se representa lo siguiente.
- La Figura 1£ , muestra las piezas a conectar entre si según la invención en una primera operación de trabajo ó preparación.
- La Figura 2£, representa el final de la operación de engatillado de las piezas de la fig. 1-.
- Las Figuras 3 a 62, describen diversos detalles de las distintas herramientas utilizadas, según el invento .
- La Figura 72, describe un alzado del cabezal de la invención con accionamiento electromecánico.
- La Figura 82, es una variante del cabezal de la fig. anterior, equipado con caja mecánica y accionamiento eléctrico . - La Figura 92, representa en una perspectiva el cabezal de la invención junto a las tres posibilidades de accionamiento.
- Las Figuras 102 y 10A2 son detalles del accionamiento electromecánico del cabezal.
- La Figura 112, es un detalle del accionamiento del cabezal a través del cilindro hidráulico.
- La Figura 122, corresponde al detalle del accionamiento del cabezal a través de caja mecánica con motor eléctrico .
- La Figura 132, muestra la parte posterior superior del cabezal según la invención.
- La Figura 142, es una ampliación de la parte superior delantera del cabezal mostrando los topes mecáni- eos .
- Las Figuras 152 a 182, representan las secuencias del funcionamiento de trabajo del cabezal en la parte que incorpora las herramientas, en relación con las piezas a engatillar.
- La Figura 192, describe el accionamiento sincronizado del cabezal modular a base de una leva y un distribuidor neumáticom según la invención.
- La Figura 202, describe asimismo un accionamiento sincronizado del cabezal utilizando un rodillo de levas mecánico .
La Figura 212, muestra la variante de un cabezal con cuatro placas porta-herramientas.
- Las Figuras 222 a 242, representan, unas particularmente, el funcionamiento interno del cabezal múltiple de la fig. 212.
- La Figura 252, describe la posición de los agujeros traseros del cabezal para llevar a cabo el bloqueo del conjunto .
- La Figura 262, representa en un alzado el bloqueo total del cabezal.
- La Figura 272, representa el bloqueo parcial del cabezal .
De acuerdo con el contenido de las figuras precedentes y para la puesta en ejecución de los objetivos previstos por la invención, se destaca primeramente que, de acuerdo con las figs. 12 y 22, se representan dos piezas (A) y (B) a ser engatilladas mediante el plegado de la aleta (C) de la primera de ellas sobre la segunda, desde su posición inicial (C) hasta una intermedia ó intermedias (C1), según se lleve a cabo en una ó dos operacio- nes, y de dicha intermedia, en otra operación posterior, hasta la posición final (C").
Para la realización de estas operaciones se utilizan herramientas varias, según lo descrito en las figs. 32 a 62, de modo que se pueda realizar el engatillado en una, dos ó tres operaciones en el mismo ciclo, según los casos, sobre cuyo particular incidiremos más adelante.
Según la fig. 72, advertimos el módulo de engatilla- do montado sobre una estructura de la que es participe una mesa (2) ó placa básica de la máquina que sirve de estructura de la máquina y soporta el cabezal y una cuna (1) de apoyo de las piezas a engatillar. En la mesa (2) se apoya la placa (21) del cabezal por atornillado, es- tando asociada dicha placa a los soportes fijos (5) a ambos lados del cabezal, y a las placas (31) y (9).
Sobre estos dos soportes laterales fijos (5) desliza un carro (6) a través de guias (7), de modo que este carro pueda desplazarse, en este caso hacia arriba y hacia abajo, en relación con la mesa (2).
El carro incorpora unos topes mecánicos (15) y (16) montados en la placa base (2), y en la cara inferior de esta base se sitúa una placa (9) a la cual se asegura el accionamiento del carro, incluyendo este carro (6), en su posición inferior, una placa de empuje (3) sustancial- mente paralela a la sujeción de los accionamientos. Entre ambas placas se disponen los distintos accionamientos que promuevan al movimiento del carro (6). La placa (9) es apreciada en la fig. 92.
El carro es a su vez solidario de una cabeza de trabajo superior, en la cual se dispone una placa porta-he- rramientas (10) que gira en el eje (11) y que comporta las herramientas (D, E) para trabajar las piezas (A).
El porta-herramientas (10) está accionado a una biela (12) y éste a un carro (13) que desplazándose en ver- tical por la acción del cilindro (17, 18) puede hacer que la placa (10) se adelante a la posición de trabajo, tal y como se muestra en esta fig. 72, ó se atrasa para permitir los movimientos de deslizamiento del cabezal. Entre los dos soportes fijos (5) hay una pared (31) perpendicular a dichos soportes integrada solidariamente con los mismos, en cuya pared se sitúan los mecanismos accionadores dispuestos entre la placa de empuje (3) y la de sujeción (2'). Esta pared vertical (31) está provista de un agujero (32) para facilitar el paso de los dichos mecanismos, tal y como se describe en la fig. 92, por ejemplo.
En el caso de esta fig. 72, el accionamiento se efectúa a partir del motor (25) cuya salida de eje está relacionada con la campana y acoplamiento flexible (27), después del cual se aprecia el piñón cónico (33) el cual ata la corona cónica (34) dispuesto sobre un eje verti- cal colocado entre la placa de sujeción (2') y la placa de empuje (3), con la disposición superior del paquete de rodamientos (28 ) .
El eje está cubierto por un fuelle (30) y se muestra inferiormente un husillo y tuerca de bolas (29) asi como el paquete elástico (24), de manera que el giro del husillo en la tuerca promoverá la elevación de la placa de empuje (3) y concretamente del carro.
En relación con esta fig. 72 hay que señalar que el cabezal se encuentra en posición de final de engatillado haciendo tope la placa porta-herramientas (10) en uno de los topes mecánicos (15), destacando que la actuación de los topes se desarrollará más adelante.
El accionamiento de la fig. 82, está constituido por un motor (25), y un reductor (26) que acciona un árbol principal (22) asociado a una biela (23), la que a través del paquete elástico (24) es conectada a la placa de empu- je (24), estando este conjunto incluido en caja mecánica ( 20 )
Según esta representación de la fig. 82, el carro se encuentra en una posición de trabajo intermedia en relación con el mecanizado de las piezas según se puede apreciar, en cuya posición la placa porta-herramientas (10) contacta con el tope mecánico (16).
En la fig. 92, queda patente la perspectiva del mó- dulo de engatillado (37) con la placa porta-herramientas (10) y la placa de sujeción (2 ' ) a la mesa (2) y los soportes fijos (5). Por debajo de la placa (2') podemos advertir la posición de la placa (9) de sujeción de los accionamientos, a situar entre ella misma y la placa de empuje inferior (3), utilizando la placa (31), perpendicular a los soportes (5), y el agujero (32), según la cual fuera el tal accionamiento.
En el caso de los accionamientos (M), electromecáni- eos y (N), caja mecánica, es evidente que el concurso de la placa (31) y agujero (32) se hace necesario, entre tanto que no lo será cuando el tal accionamiento se efectúe con la unidad (P), para cuya disposición son suficientes las placas (9, 3).
Estos tres montajes están particularizados en las figs. 102, 112 y 122, dos de las cuales ya se advertirán en las figs. 72 y 82, prestando ahora mayor atención al montaje del accionamiento a base del cilindro hidráulico (19) alojado en el espacio habilitado entre las placas O) y (3).
La disposición de los soportes fijos (5) en relción con la placa de sujeción (21) y la mesa (2) queda perfec- tamente definida en las figs. 9 y 132, apreciándose el carro deslizante (6) con sus guias (7) que discurren por la escuadra y placa de deslizamiento (8). En esta fig. 132 destacamos la placa porta-herramientas (10) que gira en el eje (11), y está limitada en éste caso por el tope (16) de pre-engatillado, situado junto al de engatillado (15).
Asimismo, la cara anterior de la parte superior del cabezal mostrada en la fig. 142, nos permite advertir la porción frontal de la pieza porta-herramientas (10) en la que se fijan los útiles de mecanizado con las sufrideras (4) y los topes excéntricos (14) para la regulación de la altura de la herramienta. La posición descrita corresponde a la de la fig. 82, según la cual el cabezal se encuentra en situación de pre-engatillado, con la prolongación del porta-herramientas (10) apoyada en el tope (16) .
Los dos topes de engatillado (15), contactarán con las prolongaciones del carro (6) mostradas según la posición de la fig. 72.
La geometría especifica realizada en los topes de pre-engatillado (16) fijo y (38) móvil, realiza asimis- rno la función de seguridad anticolisión herramientas con la cuna de apoyo pieza.
Más concretamente, los dos topes exteriores (16) corresponden al pre-engatillado y los dos interiores (15) al engatillado, según se desprende de lo que se describe en las figs. 152 a 182. Asi, se muestra en la fig. 152 el inicio del ciclo, en el que el carro (13) del portaherramientas se encuentra en su posición más baja de forma que la biela (12) ha tirado de la parte superior del porta-herramientas (10) haciendo que el mismo bascule Í l ¬
eon respecto al carro. Una vez el carro se ha movido hasta la posición de la fig . 162, máxima elevación, el porta-herramientas (10) permanece en la posición anterior, pero ya a la altura necesaria para realizar el pre-engatillado .
Una vez en esta posición, el carro (13) es accionado hacia arriba a fin de presentar las herramientas (D, E) para llevar a cabo el pre-eπgatillado sobre la pieza (A) fig. 172, pre-engatillado ejecutado concretamente por la herramienta inferior (E), a la vez que el carro (6) comienza a bajar.
Con dicha combinación de movimientos, deslizamientos del carro (6) en una u otra dirección y cabeceo del porta-herramientas (10) hacia fuera ó hacia dentro se ejecuta asimismo el engatillado final, cuya expresión gráfica define la posición de la fig. 182.
El conjunto de la invención está preparado lógicamente para sincronizar los movimientos del carro (6) y del porta-herramientas (10) a los efectos de llevar a cabo todas las secuencias de trabajo que más adelante detallaremos con mayor precisión.
La sincronización puede llevarse a efecto por cualquier medio convencional de manera que se acomoden los desplazamientos del carro (6) con los movimientos del porta-herramientas (10) y en ese sentido la fig- 19 proporciona una posibilidad de dicha sincronización.
Así, en la fig. 192, el cabezal está equipado con caja mecánica (20) y accionamiento eléctrico para el movimiento de desplazamiento o de trabajo del carro (6) y cilindro neumático (17) para proporcionar el acciona- miento de entrar/salir herramientas. El cilindro (17) por la leva (46) instalada en el árbol principal (22) de la caja mecánica, la cual leva acciona un distribuidor neumático (47) de mando mecánico que es el que comanda el cilindro (17). Con esta versión, solamente es necesario controlar el motor eléctrico (21) desde el control de maniobra de la máquina.
El conjunto de la fig. 202, muestra sobre el árbol principal (22) un engranaje cónico (48) que proporciona movimiento al rodillo de levas (50), el cual está apoyado en dos rodamientos de rodillo cónicos y proporciona movimiento vertical al brazo (51) mediante los rodillos seguidores (49). En la transmisión del movimiento al carro superior (13) dispone de un sistema elástico (52) para compensar diferencias y dar precarga a las herramientas en la posición de trabajo. Asimismo, con ésta versión solamente es necesario controlar el motor (21) desde el centro del control de la máquina.
En otro orden de cosas, y según se comentaba anteriormente, la máquina puede funcionar con una ó varias placas porta-herramientas (10) accionadas simultáneamente por el carro (13), según se describe en las figs. 212 a 242. En este caso, se habilita una cabeza de trabajo (45) con cuatro placas porta-herramientas (10', 10") a modo de conjunto independiente unido al cabezal mediante pernos (44) de éste último y tornillos correspondientes, según la fig. 212.
Advertimos de las figs. 222 a 242 como las cuatro placas (10', 10") están dispuestas alternadamente de modo que dichas placas tengan distinto comportamiento en el plegado, dos a dos. Así, las placas (10') están relacio- nadas con bielas (12') de mayor dimensión y las placas (10") a bielas (12") de dimensión menor, con lo cual ambos grupos de placas fomentan distintos ángulos de abatimiento con objeto de que el cabezal se pueda recoger sin colisión entre ellas.
Se aprecia claramente de la fig. 222 como, para un recorrido ( del carro móvil (13), carro que es igual para todas las placas, se genera un ángulo (<.) de abatimiento en función de las dimensiones (R1, Q1), ángulo que es diferente al ángulo (β) de la placa (10") de la fig. 232 en función de las distintas dimensiones (R", Q"), siendo el recorrido (¡f) del carro móvil igual.
De esta forma, las placas (10") se abaten más que las placas (10') al ser el ángulo ( B) mayor que el ángulo (c ) y con ello se faculta el plegado del cabezal sin colisiones en las herramientas circunstancia que se deduce en la fig. 242.
El módulo según la invención está dotado de bloqueo a fin de facilitar las operaciones de montaje y mantenimiento del cabezal, pudiendo ser éste bloqueo total ó parcial. Este particular viene definido en las figs. 252, 262, 272; y para ello, la placa trasera (35) está realizada con dos perforaciones (54, 55) por las que se puede alojar un pasador (53) que alcance el hueco ciego (56) del carro móvil (13).
Para el bloqueo parcial, fig. 272, con lo que se entiende evitar el movimiento de entrar las herramientas, el pasador (53) se aloja en el orificio inferior (55) hasta que el agujero ciego (56) del carro (13), esté en su posición baja, con las herramientas retiradas, es decir con el porta-herramientas (10) abatido. En esta situación el porta-herramientas (10) queda bloqueado totalmente.
Para el bloqueo total, fig. 26£, estando las herramientas en posición de trabajo y el carro (13) lógicamen- te en posición más elevada, se aloja el pasador en el hueco ciego (56) de dicho carro inmovilizando el portaherramientas (10).
Además de ello, la placa porta-herramientas contac- ta con los topes (15) y el carro (6) queda bloqueado en su movimiento .
El movimiento del carro, según lo citado hasta el momento, es lineal, tanto en el sentido vertical descrito en las figuras como en cualquier otra dirección que la práctica aconseje y sobre el carro, la placa portaherramientas realiza el giro de acercamiento a las piezas a mecanizar de modo que ambos movimientos combinados efectúan el engatillado.
En relación con el accionamiento de las figs. 7¿ y 10¿, se destaca que para el movimiento de la placa portaherramientas (10) se pueden instalar, bien un cilindro neumático (17), bien un cilindro hidráulico (18) a fin de que la salida de eje de éstas unidades desplace line- almente el carro porta-herramientas (13). Este carro está guiado mediante patines de rodillos recirculantes y dispone de tope mecánico en la posición de trabajo.
El sistema elástico (24) tiene la función principal de que la fuerza de trabajo permanece aún con el motor de accionamiento parado y evita sobrecargas del sistema con fuerzas superiores a las predeterminadas para su correcto funcionamiento. La regulación de la velocidad y la fuerza para el caso de accionamiento electromecánico, se realizan en la alimentación del servomotor de c.a. (motor síncrono con excitación por imanes permanentes) mediante convertidor con regulación digital.
A pesar de que este accionamiento requiere una potencia instalada elevada por tratarse de un accionamiento continuo y un complejo automatismo eléctrico, presenta la ventaja de que permite regular la fuerza de engatillado mediante un simple cambio de parámetros en el convertidor de regulación.
En relación con el accionamiento por cilindro hidrá- ulico, figs. 92 (P) y 11 , éste está situado en posición vertial y estática con el vastago orientado hacia abajo. Esta posición estática simplifica el conexionado hidráulico y las tareas de mantenimiento.
En cuanto al accionamiento por caja mecánica y motor eléctrico, en las figs. 8S y 123, se señala que como accionamiento en el reductor (26) se pueden colocar motores eléctricos ó neumáticos, siendo sus principales ventajas, las de utilizar una potencia de aproximadamente un tercio de la necesaria en los accionamientos continuos; regular mecánicamente la velocidad, máxima velocidad en los desplazamientos y velocidad óptima a cada operación de trabajo, pre-engatillado , y engatillado final.
Esta función de regulación mecánica permite optimizar los tiempos de ciclo y además simplifica notablemente el automatismo de control eléctrico. Además, permite la instalación de dos opciones de accionamiento sincronizado para el movimiento de las herramientas, lo cual sim- plifica aún más el automatismo eléctrico, reduciendo los tiempos de ciclo.
Con las versiones sincronizadas de las figs. 19& y 20^ y según se señalaba con anterioridad, solamente se hace necesario controlar el motor (21) desde la central de control de maniobra del conjunto.
El funcionamiento general del módulo se inicia en su ciclo estando el cabezal en posición de reposo. En una primera operación, tal y como sugieren las figs. 15¿ a 18^, el cabezal sube hasta que la ó las herramientas de pre-engatillado queden a la altura de trabajo adecuada para dicha operación. A continuación se gira el portaherramientas, introduciéndose las herramientas y se lleva a cabo el pre-engatillado bajando el carro adecuadamente y retirándose de nuevo las herramientas.
Continúa descendiendo el carro hasta que la altura de las herramientas corresponde a la de engatillado, se gira el porta-herramientas y se vuelve a bajar el carro para efectuar el engatillado final, de modo que una vez realizada ésta, el carro sube, y las herramientas se recogen nuevamente, hasta un nuevo ciclo.
En estas operaciones, el cabezal con los topes mecánicos oportunos, una de cuyas misiones es la de evitar el contacto de las herramientas con la cuna de apoyo de las piezas, cuando se realiza un ciclo sin pieza.
Asimismo, y por su mediación, se garantiza una presión uniforme en la zona a engatillar ó manteniendo un espesor constante y prefijado en toda la zona engatillada, eliminando la posibilidad de accidentes por fallos de maniobra y los posibles deterioros de la cuna de apoyo-pieza ó de las herramientas en caso de colisión. Todo ello es posible a los citados topes mecánicos y a su sistema de limitación o regulación de la fuerza de trabajo.
Se utilizan dos topes para cada operación para así proporcionar la máxima estabilidad al cabezal y con ello conseguir una mejor garantía de uniformidad en el espesor de la pieza engatillada.
La situación de los topes (15, 16) en la parte fija, y sus correspondientes contratopes integrados oportunamente en el carro móvil y en la placa porta-herramientas (38, 39), permiten al cabezal funcionar incluso sin herramientas, lo que supone una sustancial ventaja tanto de funcionamiento como de puesta a punto.
Las actuaciones y situación de los topes dobles se aprecia en las figs. 7a, 8≤, 9a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a, 19a, 20 y 25a a 28a, mostrándose perfectamente los citados fijos (15, 16) de engatillado y pre-engatillado, respectivamente sobre la placa base del carro y los móviles (38) de pre-engatillado en la placa porta-herramientas (10), más concretamente en prolongaciones de ésta última por debajo de su eje de giro (11) y (39) de engati- liado situado en la prolongación del carro (6).
Los topes dobles se pueden situar tanto en la zona superior, para los casos de engatillado de exteriores, como en la zona inferior, para el engatillado de inte- riores.
En cuanto a las herramientas, las figs. 3 a 6a, éstas pueden ser dos (D, E) - Figs. 3 y 4a, para la realización del engatillado en dos operaciones, ó tres (D, E, F) fig. 5a en el caso de engatillado en tres operacio- nes, todas ellas para contornos verticales, mientras que las herramientas (D, F') son para contornos achaflanados.
Las herramientas pueden estar montadas sobre una placa soporte común (40) con regulación de altura a través del tope excéntrico (14) y orificios de referencia (42), para la primera y segunda operaciones mostradas en la fig. 3a.
También, fig. 4a, pueden ser herramientas para la primera y segunda operaciones, sobre diferentes placas soporte (41), sin regulación de altura, así como, fig. 5a, para las dos operaciones de preparación sobre una placa común (43) y otra segunda placa para la termina- ción, con regulación de altura.
Por otro lado, se destaca la actuación de las placas sufrideras (4) en las cuales se apoya la placa porta-herramientas cuando se coloca en posición de trabajo, evi- tando que el eje soporte (11) y los casquillos de giro reciban cargas de trabajo.
En relación con las figs. 9a, lo y 10Aa, comentar someramente las dos posibilidades de transmisión en fun- ción de la posición deseada para el servomotor.
Así, según la fig. 10a, se muestra el servomotor (25) con el acoplamiento mediante campana, en dirección a un piñón cónico extremo que engrana con una corona denta- da cónica que transmite el movimiento a un husillo de bolas (28).
Según la fig. 10Aa, el servomotor (25) en vertical está relacionado con el servomotor (59) que actúa la po- lea dentada (58), la corona dentada (57) y la polea dentada (58'), todo ello para transmitir el movimiento al husillo (28) .
El circuito mecánico de fuerza del sistema es óptimo, puesto que todas las placas, excepto una, trabajan a compresión, siendo éste de dimensiones reducidas. Únicamente el carro móvil (6) trabaja a tracción y flexión combinadas, estando sobradamente dimensionado para esta solicitud .
Estas características permiten una rigidez del conjunto muy superior a la de otros sistemas utilizados actualmente .
Otra característica destacable de la invención es la de que permite el carenado o protección en la zona de accionamiento, partes móviles, debido a que el sistema no presenta más que un relativo volteo de la zona de las herramientas, cumplimentando la norma EN.292 para protección y seguridad de las personas cuando se realicen operaciones de carga y descarga manualmente.
Además, debido a su configuración, posibilita una altura de máquina así como una distancia del contorno exterior, adecuado para la realización de las dichas operaciones de carga y descarga, manualmente.
Destacar finalmente que otros objetivos ventajosos son alcanzados por el objeto de la invención, tales como los siguientes :
- Posibilidad de situar los cabezales en cualquier posición que la pieza a engatillar requiera.
Los to pe s me c á nico s están integra do s ind epen dien - temente de las herramientas.
- El sistema es modular, puesto que admite varios tamaños para el cabezal.
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Claims

REIVINDICACIONES
ia.- Sistema modular para engatillado, aplicable al acoplamiento de piezas metálicas (A, B) por doblado, me- diante un primer plegado de una pestaña (C) o pre-dobla- do y un segundo plegado de dicha pestaña o doblado final, constituido por una estructura metálica, una placa base ó mesa (2), una cuna (1) en la que se apoyan las piezas, un pisador y uno o varios cabezales de engatillado for- mados éstos por un soporte fijo (5), un carro deslizante (6), dos sistemas de accionamiento y una cabeza de trabajo que incorpora las herramientas; los cabezales de engatillado, que tienen integrados todos sus elementos necesarios, trabajan de forma lineal utilizando dos ac- cionamientos diferenciados, pudiéndose integrar la sincronización entre ambos de forma que se comporten como un sistema con accionamiento único, que se caracteriza por,
-un carro (6) que está dotado de movimiento deslizante con respecto a la estructura fija y a la zona de trabajo incluyendo dicho carro la cabeza de trabajo la cual incorpora las herramientas, en que dicha cabeza dispone de accionamiento específico para su giro respecto al cuerpo del cabezal de engatillado desplazando las herramientas hacia la posición de trabajo,
-el carro (6) está dotado de dos guías laterales (7) que deslizan a lo largo de sendos elementos de deslizamiento (5, 8) amarrados al soporte fijo el cual está unido a la placa-base del conjunto por medio de otra placa atornillada a dicha placa-base y que sirve a su vez de base a la placa de sujeción de accionamientos, en que el carro incluye una placa de empuje inferior paralela a la placa de sujeción y a una cierta distancia de la misma formando un hueco para la colocación de los mecanismos necesarios para el deslizamiento del carro,
-en la posición superior del carro (6) y en el lado correspondiente a la posición de las piezas a trabajar se sitúa al menos una placa porta-herramientas (10) so- lidaria a la cabeza de trabajo cuyo extremo inferior gira en un eje transversal (11) montado en el carro y cuyo extremo superior recibe unas bielas (12) conectadas a su vez a un pequeño carro (13) que es actuado desli- zantemente por un mecanismo ó accionamiento, -una pared vertical (31) integrada en el soporte fijo recibe generalmente los mecanismos accionadores para el deslizamiento del carro los cuales están dispuestos entre la placa de sujeción y la placa de empuje,
-la cabeza de trabajo incorpora al menos un grupo de herramientas, hasta un máximo de ocho, de pre-engati- llado y engatillado, sobre al menos una placa porta-herramientas ,
-un mecanismo de sincronización del movimiento del carro y del cabezal de trabajo es establecido, -unos topes mecánicos dobles de engatillado y de pre-engatillado (15, 16) están dispuestos fijos en la placa base y unos topes móviles situados respectivamente en el carro móvil y en la placa porta-herramientas,
-un mecanismo de bloqueo de movimientos del conjun- to a base de un pasador (53) que atravesando unos agujeros realizados a distinta altura en una placa trasera del cabezal de trabajo, se alojan en sendos entrantes ciegos del carro .
2a.- Cabezal modular para engatillado, según la la reivindicación, caracterizado en que el mecanismo que promueve el movimiento del carro está montado en la pared vertical (31) del soporte fijo a base de un servomotor a cuyo extremo libre se incorpora un acoplamiento mediante campana y acoplamiento flexible que da paso a piñón cónico que engrana con una corona dentada cónica que transmite el movimiento a un husillo de bolas, apoyándose un extremo del husillo sobre la placa de sujeción y el otro extremo incorporando la tuerca que se apoya contra el paquete elástico, asociado a la placa de empuje del carro .
3a.- Cabezal modular para engatillado, según la 2 reivindicación, caracterizado en que la transmisión del servo-motor al husillo se realiza alternativamente con reductor (59) de poleas (58) y correa (57).
4a.- Cabezal modular para engatillado, según la la reivindicación, caracterizado en que el mecanismo que promueve el movimiento deslizante del carro es un cilindro hidráulico (19) dispuesto con su extremo asegurado a la placa de sujeción y con el vastago asegurado a la placa de empuje del carro.
5a.- Cabezal modular para engatillado, según la la reivindicación, caracterizado en que el mecanismo que promueve el movimiento del carro está montado sobre la placa del soporte fijo y está constituido por un motor eléctrico asociado a un reductor, del cual sobresale un árbol principal el que recibe una caja mecánica asegurada a la placa de sujeción a la estructura fija, incluyendo dicha caja una excéntrica y una biela que se apoya contra un paquete elástico asociado a la placa de empuje del carro.
6a.- Cabezal modular para engatillado, según la 4a reivindicación, caracterizado en que el motor eléctrico es sustituido por un motor neumático.
7 a . - Ca b e z al modu l a r pa ra eng a till a do , seg ún la l a reivindicación , caracterizado en que el accionamiento del carro de la cabeza de trabajo se efectúa por medio de un cilindro neumático.
8a.- Cabezal modular para engatillado, según la la reivindicación, caracterizado en que el accionamiento del carro de la cabeza de trabajo se efectúa por medio de un cilindro hidráulico.
9a.- Cabezal modular para engatillado, según la l reivindicación, caracterizado en que el accionamiento del carro de la cabeza de trabajo está realizado por un rodillo de levas y unos rodillos seguidores asociados a un brazo conectado al carro por medio de un sistema elás- tico.
loa.- Cabezal modular para engatillado, según las la, 4a y 6 reivindicaciones, caracterizado en que el árbol principal incluye una leva la cual actúa un distri- buidor neumático que comanda el cilindro.
lia.- Cabezal modular para engatillado, según las la, 4a y 8 reivindicaciones, caracterizado en que el árbol principal incluye un engranaje cónico que actúa otro similar dispuesto en un extremo del rodillo de levas .
12a.- Cabezal modular para engatillado, según la la reivindicación, caracterizado en que la placa porta-he- rramientas puede trabajar con una, dos ó tres herramientas a bordo.
13a.- Cabezal modular para engatillado, según la la reivindicación, caracterizado en que se pueden disponer hasta ocho placas porta-herramientas, que forman parte de una cabeza de trabajo independiente del carro la cual se asegura a dicho carro por medio de unos pernos de centrado y tornillos que provienen del mismo, en que en este caso las geometrías de las bielas asociadas a las placas son diferentes, permitiendo el abatimiento sin colisiones de las placas al ser los ángulos de abatimiento diferentes .
14a.- Cabezal modular para engatillado, según la la reivindicación, caracterizado en que se logra el bloqueo de la cabeza de trabajo introduciendo un pasador en el agujero inferior de la placa trasera de dicha cabeza, inmovilizando el movimiento de las placas porta-herramientas, estando el carro en su posición más baja.
15a.- Cabezal modular para engatillado, según la l reivindicación, caracterizado en que el bloqueo total, tanto del movimiento deslizante del carro como del giro de la cabeza de trabajo, se logra introduciendo el pasador en el agujero superior de la placa trasera, estando el carro en su posición más alta.
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