WO2000044660A2 - Maquina para manipular bobinas - Google Patents

Abstract

Se describe una máquina para manipular bobinas que incluye un módulo efector; un módulo de desplazamiento vertical general; un módulo de soporte; y, un módulo de movimiento, la cual permite manipular fácilmente por lo menos una bobina para trasladarla a un dispositivo de almacenamiento que tenga diferentes cararcterísticas de altura y posición. La máquina puede manejar una pluralidad de bobinas y no utiliza el piso como referencia para el anclaje o ensamble con otros equipos o dispositivos, además de ser ergonómica para evitar lesiones y accidentes de un operador durante la manipulación de bobinas.

Description

"MAQUINA PARA MANIPULAR BOBINAS"

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención está relacionada con las técnicas para la carga, transporte y descarga de productos, y más particularmente, está relacionada con una máquina para manipular bobinas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Desde hace muchos años, los procedimientos de bobinado se han utilizado para arrollar hilos, filamentos, cables, alambres o cualquier otro producto cuya configuración longitudinal y propiedades del material con el que se fabrica lo permitan.

Existen una gran variedad de procedimientos de bobinado, los cuales dependen del material del que esté hecho el producto que se desea arrollar, así como de la forma de la bobina formada.

La mayoría de los procedimientos de bobinado tienen como principio el hacer girar un núcleo, generalmente de forma cilindrica o tronco-cónica, sobre su propio eje longitudinal, con lo que el producto que se desea arrollar sobre el núcleo comienza a rodearlo, logrando así que el núcleo quede recubierto con el producto, formando la bobina. Dicho núcleo generalmente forma parte de la bobina final, aunque existen procedimientos, como el descrito en la Patente Mexicana No. 158941 , mediante los cuales es posible formar bobinas que no tienen el núcleo integrado. Sin embargo, aún las bobinas que no incluyen el núcleo, al ser formadas, también se hacen girar sobre el eje de un núcleo que es posteriormente extraído, o bien, se arrolla el producto alrededor de un núcleo imaginario central.

EΞxisten una gran variedad de procedimientos de bobinado, como los descritos en las Patentes Mexicanas Nos. 142365, 161871 , 141521 , entre otras, de acuerdo con el tipo de producto que se desea arrollar y de la forma final de la bobina que se desea obtener. A pesar de que muchos de ellos son automáticos, e inclusive continuos, hasta la fecha no se ha descrito algún procedimiento o máquina que permita descargar de manera semiautomática las bobinas de las máquinas, ya que en todos los procedimientos es necesario descargar la bobina formada de manera manual.

Esta operación representa una pérdida de tiempo cuando se desea una alta productividad, ya que es necesario detener el proceso de bobinado mientras se descarga por tiempos prolongados, sobre todo cuando se forman varias bobinas mediante la misma maquina Adicionalmente, cuando las bobinas que se forman son muy grandes y/o requieren ser manipuladas con cuidado especial, esta operación se complica debido a que se requiere que un operador traslade las bobinas desde la maquina donde se realiza el bobinado hasta alguna herramienta o dispositivo en el que se transporten para su almacenaje Dichos dispositivos, pueden tener las formas mas diversas, y pueden incluir compartimentos o acoplamientos para las bobinas a alturas muy diferentes y con diferentes espacios entre ellos Cuando las bobinas se deben colocar en posiciones muy altas o muy bajas, el operador puede inclusive sufrir alguna lesión al subir o bajar un peso considerable de forma repetitiva Aunado a lo antenor, cuando el producto con el que se forma la bobina requiere cuidado especial, o bien, despide vapores ligeramente tóxicos o altamente inflamables durante el bobinado, como en el caso de los filamentos de polímeros obtenidos por policondensacion como el nylon y el poliester, la operación de descarga se complica todavía mas, ya que es poco recomendable que el operador toque directamente la bobina y que se acerque a la maquina de bobinado

La Patente Mexicana No 157491 descπbe un manipulador robótico para operaciones de remoción y manejo de partes, entre otras operaciones, el cual incluye una porción de base, un brazo extensible montado en un extremo de la porción de base con una pluralidad de piezas telescópicas tubulares extensibles y retraibles a lo largo de un eje longitudinal, con un cable alojado dentro de las piezas telescópicas y los medios motπces y lubπcantes necesaπos para el movimiento del brazo por medio del cable Sin embargo, el brazo ahí descπto, tiene el inconveniente de estar anclado al suelo, por lo que es difícil de maniobrar, ademas de tener funciones pπnαpalmente de levantamiento de objetos, razón por la cual no es posible utilizarlo para descargar las bobinas de una máquina de bobinado Adicionalmente, las máquinas para manipular objetos conocidas, toman el piso como referencia para realizar el anclaje o acoplamiento con el objeto a manipular, lo cual no es muy conveniente debido a que no pueden utilizarse en superficies irregulares Estos mismos inconvenientes los presentan otros brazos mecánicos, como los descπtos en las Patentes Mexicanas Nos. 122547 y 129967, entre otras

Hasta la fecha, no se ha descπto ni se conoce un dispositivo que permita remover o descargar las bobinas de las máquinas de bobinado de manera semiautomática, de tal forma que se aumente la productividad por la posibilidad de retirar mas de una bobina para colocarla en un dispositivo o compartimento para su transporte y/o almacenaje posteπor, y que al mismo tiempo evite un acercamiento del operador, evitando asi posibles lesiones y/o accidentes Por consecuencia de lo anteπor, se ha buscado supπmir los inconvenientes que presenta la operación de descarga de bobinas de una maquina de bobinado, desarrollando una maquina para manipular bobinas que, ademas de permitir la descarga semiautomática de vanas bobinas de una máquina de bobinado, cuente con los sistemas de segundad intrínseca necesarios para su operación en áreas peligrosas y evite lesiones a los operadores por el constante esfuerzo en el traslado de bobinas a lugares de almacenamiento altos o bajos, al mismo tiempo que tenga una referencia para el anclaje o ensamble de la misma diferente del suelo

OBJETOS DE LA INVENCIÓN

Teniendo en cuenta los defectos de la técnica anterior, es un objeto de la presente invención proveer una maquina para manipular bobinas que aumente la productividad en la descarga de las bobinas de una maquina de bobinado, evitando el contacto manual del operador con dichas bobinas

Es otro objeto de la presente invención proveer una maquina para manipular bobinas que permita manipular fácilmente por lo menos una bobina en espacios reducidos

Es otro objeto de la presente invención proveer una máquina para manipular bobinas que permita manipular por lo menos dos bobinas que fueron embobinadas a cierta altura y con cierta separación entre las mismas para trasladarlas a un dispositivo de almacenamiento que tenga diferente altura y separación entre bobinas

Es un objeto mas de la presente invención proveer una máquina para manipular bobinas que permita tomar las bobinas en una posición determinada con respecto al eje de la bobina y colocarlas en una posición diferente

Es todavía un objeto más de la presente invención proveer una máquina para manipular bobinas que permita la manipulación de bobinas con diversos diámetros

Es todavía otro objeto más de la presente invención, proveer una máquina para manipular bobinas que no utilice el piso como referencia para el anclaje o ensamble con otro equipo o dispositivo

Es un objeto adicional de la presente invención, proveer una máquina para manipular bobinas que sea ergonómica, para evitar lesiones y accidentes durante la manipulación de bobinas BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Los aspectos novedosos que se consideran característicos de la presente invención, se establecerán con particularidad en las reivindicaciones anexas. Sin embargo, la operación, conjuntamente con otros objetos y ventajas de la misma, se comprenderá mejor en la siguiente descripción detallada de una modalidad específica, cuando se lea en relación con los dibujos anexos, en los cuales:

La figura 1 es una vista lateral izquierda de una modalidad preferida de la máquina para manipular bobinas de la presente invención en posición de carga, La figura 2 es una vista en planta superior de la máquina de la figura 1 en una secuencia de operación.

La figura 3 es una vista frontal del módulo de movimiento de la máquina de la figura 1.

La figura 4 es una vista lateral izquierda del módulo de movimiento de la figura 3.

La figura 5 es una vista lateral derecha del módulo efector, del módulo de desplazamiento vertical independiente y del módulo de soporte de la máquina de la figura 1.

La figura 6 es una vista lateral derecha del módulo efector de la figura 5. La figura 7 es una vista lateral derecha de un módulo de mordaza del módulo efector de la figura 6.

La figura 8 es una vista en planta superior del módulo efector y el módulo de desplazamiento vertical general de la máquina de la figura 1.

La figura 9 es una vista frontal del módulo de anclaje de la máquina de la figura 1.

La figura 10 es una vista frontal de la terminal de anclaje del módulo de la figura 9.

La figura 11 es una vista en planta superior de la terminal de anclaje de la figura 10. La figura 12 es una vista en corte seccional a lo largo de la línea A-A' de la figura 10

La figura 13 es una vista lateral derecha del módulo de desplazamiento vertical general de la máquina de la figura 1.

La figura 14 es una vista frontal del módulo de desplazamiento vertical general de la máquina de la figura 1. La figura 15 es una vista en planta supeπor del segundo modulo de giro del modulo de soporte de la figura 5

La figura 16 es una vista lateral derecha del modulo de giro de la figura 15 La figura 17 es una vista lateral derecha del modulo de giro que incluye el modulo de desplazamiento hoπzontal del modulo efector de la figura 5

La figura 18 es una vista en planta supeπor del pπmer modulo de giro de la maquina de la figura 1

La figura 19 es una vista frontal del modulo de giro de la figura 18

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Haciendo referencia en forma particular a los dibujos anexos, y más específicamente a la figura 1 de los mismos, en esta se muestra una vista lateral izquierda de una modalidad preferida de la maquina para manipular bobinas 1000 de la presente invención

Como se puede observar en la figura 1 , la modalidad preferida de la maquina 1000 para manipular bobinas tiene capacidad para manejar hasta 3 bobinas 2000 que han sido formadas por medio de una máquina de bobinado 3000 que arrolla continuamente un hilo 2100 proveniente de un procedimiento de extrusión La máquina 1000 para manipular bobinas, comprende de manera general un modulo efector 1100, un módulo de desplazamiento vertical general 1200, un módulo de soporte 1300 y un módulo de movimiento 1400.

El modulo efector 1100, a su vez incluye 3 módulos de mordaza 1110, un modulo de desplazamiento hoπzontal 1120, un modulo de desplazamiento vertical independiente 1 130, y, un módulo de control y manipulación 1140 Asimismo, el módulo de soporte 1300 comprende un brazo articulado 1310 y un pπmer módulo de giro 1330 ubicado en uno de los extremos del brazo articulado 1310 y que sirve también de soporte para los módulos efector 1100 y de desplazamiento vertical general 1200 Por su parte, el módulo de movimiento 1400 incluye un módulo de freno 1410, medios de desplazamiento 1420 y un segundo módulo de giro 1430 unido al brazo articulado 1310

Como se puede observar en la figura 1 , el módulo efector 1100 se encuentra ensamblado al módulo de desplazamiento vertical general 1200, que a su vez se encuentra ensamblado al módulo de soporte 1300, el cual puede desplazarse por medio del modulo de movimiento 1400 Es importante hacer notar que tanto el módulo efector 1100 como el módulo de desplazamiento vertical general 1200 no se encuentran en contacto con el suelo en ningún momento debido a que el módulo de movimiento 1400 forma parte de la estructura superior del lugar en el que se instala la máquina 1000, lo cual permite la operación de la máquina 1000 para manipular bobinas en lugares con relieve irregular. Sin embargo, en una modalidad adicional es posible utilizar módulos de movimiento 1400 que realicen las mismas funciones pero que se encuentren apoyados en el suelo o en alguna pared.

Por lo que se refiere al módulo de movimiento 1400, el módulo de freno 1410 tiene la función de fijar o liberar a los medios de desplazamiento 1420, dependiendo de la operación que se desea realizar con la máquina 1000 cuando se requiere manipular las bobinas. El segundo módulo de giro 1430 por su parte, permite que el brazo articulado 1310 pueda girar hacia ambos lados de los medios de desplazamiento 1420, preferiblemente en un ángulo máximo de 110 grados de cada lado. Cabe mencionar, sin 7embargo, que en una modalidad adicional de la presente invención, el segundo módulo de giro 1430 gira libremente 360 grados.

En la figura 2 se puede observar una secuencia de operación de la máquina 1000 para manipular bobinas de la presente invención que se encontraba en una posición de reposo predeterminada. La configuración de la máquina 1000 de la presente invención permite manipular bobinas ubicadas a lo largo de una serie de máquinas de bobinado 3000, o bien de una máquina de bobinado 3000 con una pluralidad de columnas de bobinas 2000, formando un tren de bobinado como el que se muestra en la figura 2. Las posiciones 1000A y 1000B, ilustran la conveniencia de la configuración del segundo módulo de giro 1430, ya que dicho módulo permite que la misma columna de bobinas pueda ser manipulada desde dos puntos distintos de los medios de desplazamiento 1420, lo cual es especialmente conveniente en ios casos en que existen columnas 4000 que impiden el movimiento libre de la máquina 1000 para manipular bobinas.

Por cuestiones de espacio, en la figura 2 únicamente se muestran los medios de desplazamiento 1420 en la posición 1000C, aunque en todas las demás posiciones (1000A, 1000B, 1000D y 1000E), el segundo módulo de giro 1430 se encuentra ensamblado con los medios de desplazamiento 1420. Las posiciones 1000A, 1000B y 1000C son las posiciones de carga de las bobinas 2000 a la máquina de la presente invención, quedando tal como se muestra en la figura 1. Como se puede observar, es posible realizar la carga de cualquier columna de bobinas 2000, independientemente de su cercanía respecto a los medios de desplazamiento 1420, lo cual se logra mediante el segundo módulo de giro 1430 y mediante la articulación 1311 del brazo articulado 1310, que permite cambiar el ángulo del brazo articulado 1310 horizontalmente según convenga a la manipulación. Cabe hacer hincapié en que, de acuerdo con la figura 1 , en las posiciones mencionadas arriba, la modalidad de la máquina 1000 para manipular bobinas que se descπbe tiene capacidad para manipular tres bobinas al mismo tiempo

La posición 1000D, corresponde a tres bobinas 2000 que han sido cargadas y giradas de forma que el eje central de las bobinas 2000 queda perpendicular a la máquina de bobinado 3000, dicha acción siendo realizada por un sistema de giro

1116. En la figura, las flechas gruesas indican la acción del operador, que retira la máquina 1000 para manipular bobinas de la máquina de bobinado 3000 y la acerca al sitio en la que se realizará la descarga de las bobinas 2000. En la modalidad que se describe, cuando la máquina se encuentra en la posición 1000D, el módulo de desplazamiento hoπzontal 1120 ha actuado para descargar las bobinas de la máquina con la ayuda de un modulo de expulsión 1150 que permite que la bobina quede libre de la máquina 3000, y el módulo de desplazamiento vertical independiente 1130 ha colocado las bobinas con la separación y altura adecuadas, de forma que puede ajustarse a los postes 5100 de un carro de transporte 5000. A partir de la posición 1000D, el operador mueve la máquina 1000 y utiliza el primero y segundo módulos de giro 1330 y 1430 para colocar las bobinas 2000 frente al carro de transporte 5000, tal como se observa en la posición 1000E. A partir de esta posición, el módulo de desplazamiento horizontal 1120 actúa nuevamente, desplazando las bobinas 2000 desde la máquina 1000 hacia los postes 5100 para su inserción.

Como se puede observar, el operador 6000, únicamente dirige la operación de la máquina y desplaza la misma por medio del módulo de control y manipulación 1140, con lo que no realiza algún esfuerzo de carga, sino únicamente de desplazamiento. El módulo de manipulación y control 1140, preferiblemente incluye un par de mangos ergonómicos 1141 semi-verticales para guiar a la máquina 1000, así como un tablero de control 1142, los cuales, en conjunto, permiten guiar a la máquina y controlar los diferentes movimientos automáticos de la misma

Haciendo ahora referencia a las figuras 3 y 4, en éstas se muestra el módulo de movimiento 1400. En la modalidad que se muestra en dichas figuras, los medios de desplazamiento 1420 están constituidos por un par de rieles de desplazamiento 1421 que alojan en su inteπor una pluralidad de dispositivos de rodamiento 1122, preferiblemente ruedas, que se encuentran a su vez ensamblados a una estructura de soporte 1123, la cual incluye al módulo de freno 1410, el cual comprende medios motrices 1411 y medios de bloqueo 1412, prefeπblemente un vastago, que evita que por lo menos uno de los dispositivos de rodamiento 1122 se mueva. Por otro lado, la figura 5 es una vista lateral derecha del módulo efector 1100 y del módulo de soporte 1300, en la que se puede observar la pluralidad de módulos de mordaza 1110 que incluyen a su vez un módulo de apertura y cierre 1111; el módulo de desplazamiento horizontal 1120; y, el módulo de desplazamiento vertical independiente 1130. Como se mencionó anteriormente, el módulo de soporte 1300 a su vez, comprende el brazo articulado 1310 y el primer módulo de giro 1330 ubicado en el extremo frontal del brazo articulado 1310 y que sirve también de soporte para los módulos efector 1100 y de desplazamiento vertical general 1200. Adicionalmente, el módulo de soporte 1300 incluye una barra horizontal 1340 que sirve de soporte para una barra vertical 1350 que a su vez soporta al módulo efector 1100, con excepción del módulo de desplazamiento horizontal 1120.

La figura 6 muestra un detalle de los módulos de mordaza y de desplazamiento vertical independiente, en donde se puede observar que el módulo de desplazamiento vertical independiente está compuesto por medios motrices, los cuales en la modalidad que se describe consisten en un cilindro neumático superior 1131A y un cilindro neumático inferior 1131B, con sus respectivas placas de ensamble 1132A y 1132B, localizadas en el extremo móvil de cada cilindro. El módulo de mordaza superior 1110A se sujeta por medio de un ensamble de soporte superior 1112A a la placa de ensamble 1132A, mientras que el módulo de mordaza inferior 1110C se sujeta por medio de un ensamble de soporte inferior 1112C a la placa de ensamble 1132B. Por lo que se refiere al módulo de mordaza central 1110B, éste se encuentra fijo y unido a la parte fija de ambos cilindros neumáticos 1131 A y 1131B, por medio de una placa de ensamble 1132C y un ensamble de soporte central 1112B. Mediante el arreglo arriba descrito, el módulo de desplazamiento vertical independiente 1130, puede ajusfar las distancias verticales entre los módulos de mordaza 1110A, 1110B y 1110C a las requeridas tanto por la máquina de bobinado como por el carro de transporte, considerando que la altura del módulo de mordaza central 1110B se ajusta mediante el módulo de desplazamiento vertical general 1200.

Haciendo ahora referencia a la figura 7, en ésta se muestra un módulo de mordaza 1110 de conformidad con la modalidad preferida de la presente invención. Como se mencionó anteriormente, el módulo de mordaza incluye un módulo de apertura y cierre 1111 que permite alejar o acercar entre sí a una primer paleta de sujeción 1113A y una segunda paleta de sujeción 1113B, las cuales se encuentran respectivamente unidas a un primer soporte 1114A y un segundo soporte 1114B por medio de unos ensambles de sujeción 1115A y 1115B, teniendo forma arqueada suficiente para alojar las bobinas de acuerdo al diámetro permisible de las mismas. Dichos ensambles de sujeción, incluyen alojamientos para permitir también el ensamble de un modulo de giro de mordaza 1116, el cual une a la pπmera y segunda paletas de sujeción 1113A y 1113B, permitiendo que estas giren al mismo tiempo hacia uno de los costados de manera que dichas paletas forman un ángulo de 90 grados con respecto a el pπmero y segundo soportes 1114A y 1114B, con lo que se cambia de posición el eje de una bobina que se encuentre en la mordaza El giro de dicho modulo se encuentra accionado mediante el sistema de giro 1116, que comprende medios motπces, prefeπblemente mediante un cilindro neumático 1116-1 conectado a un sistema de transmisión de movimiento giratoπo 1116-2, el cual a su vez se encuentra acoplado a a una flecha 1117, que transmite el movimiento giratorio hacia los ensambles 1115A y 1115B, dicho cilindro neumático 1116-

1 estando soportado prefeπblemente en el pπmer soporte 1114A

El módulo de apertura y cierre 1111, a su vez incluye una barra inclinada supeπor 1111-1 y una barra inclinada inferior 1111-2, que se encuentran respectivamente fijas al primero y segundo soportes 1114A y 1114B, y cuyos extremos infeπor y superior, respectivamente, se unen del lado mas cercano a las paletas 1113A y 1113B, a manera de formar un ángulo máximo de apertura entre las barras suficiente para que la distancia entre las paletas 1113A y 1113B sea adecuada para sujetar una bobina con el mínimo admisible de diámetro de acuerdo con la máquina de bobinado, prefeπblemente 90° Adiαonalmente, el módulo de apertura y cierre 1111 incluye un soporte 1111-3 que es empujado hoπzontalmente por un vastago 1111-4 que a su vez es empujado hoπzontalmente por medios motπces, prefeπblemente un cilindro neumático 1111-5 La configuración arπba descπta permite que el soporte 1111-3, al ser empujado por el vastago 1111-4, hace que el ángulo amba mencionado disminuya, con lo que las paletas 1113A y 1113B se separan en una relación directa al desplazamiento del soporte 1111-3 Adicionalmente, los módulos de mordaza 1110, incluyen un carro de desplazamiento supeπor 1118 y un carro de desplazamiento mfeπor 1119, los cuales permiten el ensamble del módulo de mordaza 1110 con el módulo de desplazamiento vertical general 1200

Por lo que se refiere a la figura 8, ésta es una vista en planta supeπor del módulo efector y el módulo de desplazamiento vertical general de la máquina de la figura 1 En ella se puede observar el modulo de expulsión 1150, el cual incluye medios motπces, prefeπblemente un cilindro neumático 1151 que tiene una barra de empuje 1152 en su extremo móvil, de tal forma que permite desplazar lateralmente a un elemento de sujeción de la bobina en la máquina de bobinado, liberando a la bobina para que pueda ser cargada a la máquina de la presente invención En la misma figura, se pueden observar algunos de los componentes del módulo efector incluidos en las figuras 5 y 7, arriba descritos.

Por lo que se refiere ai módulo de desplazamiento vertical general 1200, la figura 8 muestra sus componentes principales, los cuales comprenden medios motrices, preferiblemente un cilindro neumático 1210 de deslizamiento vertical; un riel 1220 para guiar a los carros de desplazamiento 1118 y 1119 (figura 7); y, un elemento de movimiento vertical 1230, que se mueve de acuerdo con los medios motrices y se encuentra ensamblado preferiblemente al módulo de mordaza central 1100B (figura 6).

Por otro lado, para permitir un acoplamiento exacto de la máquina de la presente invención con la máquina de bobinado y/o con el carro de transporte, la máquina para manipular bobinas cuenta con un módulo de anclaje 1600 que se ensambla con un elemento de referencia que se encuentre formando parte de la estructura, ya sea del dispositivo en el que se realizará la carga o descarga de las bobinas, o bien, del lugar en que se encuentran instalados, siempre que dicho elemento no sea el suelo. En la modalidad preferida de la presente invención, el módulo de anclaje 1600, mostrado en las figuras 9 a 12, comprende una estructura de soporte 1610; y por lo menos una terminal de anclaje 1620, preferiblemente dos. La terminal de anclaje a su vez, comprende medios motrices, preferiblemente un cilindro neumático 1621 , que empujan a un vastago 1622 que tiene ensamblado en su otro extremo, de manera perpendicular al mismo, la parte posterior de un elemento de anclaje 1623 que tiene un ensanchamiento lateral 1623-1 en su parte exterior, dicho elemento de anclaje 1623 encontrándose a su vez insertado en un cuerpo principal 1624, preferiblemente con extremo frontal cilindrico 1621 , y fijo en su parte frontal de forma que pueda girar sobre el eje de una flecha de giro 1625. El ensanchamiento lateral 1623-1 , sobresale del extremo frontal cilindrico 1624-1 en una dimensión tal que permite la inserción del conjunto extremo frontal cilindrico - elemento de anclaje, dentro del elemento de referencia 1630. El ensamble arriba descrito, permite que cuando el vastago 1622 empuja la parte posterior del elemento de anclaje 1623, la parte frontal de éste gire sobre la flecha 1625, de forma que el módulo queda anclado al elemento de referencia 1630 por medio del elemento de anclaje 1623, tal como se muestra en la figura 12.

Haciendo ahora referencia a las figuras 13 y 14, en éstas se muestra el módulo de desplazamiento vertical general. Como se mencionó anteriormente, el módulo de desplazamiento vertical general 1200, incluye medios motrices, preferiblemente un cilindro neumático 1210 de deslizamiento vertical; un riel 1220; y, un elemento de movimiento vertical 1230, que se mueve de acuerdo con los medios motrices y se encuentra ensamblado preferiblemente al módulo de mordaza central 1100B (figura 6). Por lo que se refiere a las figuras 15 a 17, en estas se puede observar la configuración del primer módulo de giro 1330 y del módulo de desplazamiento horizontal 1120. El primer módulo de giro 1330 se encuentra fijo al extremo del brazo articulado 1310, e incluye medios de giro, preferiblemente un sistema de pivoteo que aloja rodamientos 1331, los cuales se encuentran rodeados en su parte externa por un disco truncado 1332 que sirve como base para el freno del módulo de giro, además de acoplarse perfectamente a la parte terminal del brazo articulado 1310. Los rodamientos 1331 , además de permitir la rotación del módulo efector, sostienen a una flecha 1333 de soporte por su parte central, la cual gira sobre su centro, y se encuentra sujeta por uno de sus extremos a una abrazadera 1334 que tiene incorporado un sistema de freno del tipo descrito para el módulo de movimiento, la cual gira junto con la flecha 1333 teniendo insertado el disco truncado 1331. El disco truncado 1332, junto con la abrazadera 1334 determina el ángulo máximo de giro del módulo, preferiblemente 110° de cada lado del brazo articulado 1310, ya que la abrazadera 1334 al girar, tiene como tope el brazo articulado 1310. Sin embargo, cabe hacer notar que es posible colocar un disco completo en vez del disco truncado 1331 arriba o abajo del brazo articulado 1310, de manera que se permita un giro libre de 360° al no tener un tope para la abrazadera 1334.

Es importante hacer notar que el mecanismo de freno incluido en la abrazadera 1334 permite fijar el módulo efector en una posición determinada, conveniente para la operación de carga y descarga de las bobinas.

Adicionalmente, la flecha 1333 tiene como función el soportar el módulo de desplazamiento horizontal 1120, que se encuentra conformado por medios motrices, preferiblemente un cilindro neumático 1121 de deslizamiento horizontal, el cual gira junto con la viga y tiene incorporados medios de deslizamiento horizontal 1122 que sostienen a la barra horizontal 1340 del módulo de soporte, y con ella, a todo el módulo efector y al módulo de deslizamiento vertical general.

Adicionalmente, en la figura 17 se puede observar la ubicación de la estructura de soporte 1610 del módulo de anclaje 1600, así como de las terminales de anclaje 1620, las cuales se encuentran paralelas a la barra horizontal 1340. Por último, las figuras 18 y 19 muestran el segundo módulo de giro 1430, el cual se encuentra en el extremo del brazo articulado 1310, opuesto al primer módulo de giro 1330.

El segundo módulo de giro 1430 incluye un disco truncado 1431 ubicado sobre el brazo articulado 1310, que tiene como función limitar el giro del segundo módulo de giro 1430 a 110° de cada lado de los medios de movimiento 1400. Adicionalmente, incluye medios de giro, preferiblemente un sistema de pivoteo que aloja rodamientos 1432, los cuales además de permitir el giro, sostienen al brazo articulado 1310, teniendo un disco 1433 que se encuentra fijo a los medios de giro, y que cuenta con un mecanismo de freno 1434 que se encuentra fijo ai brazo articulado 1310 y que gira con el mismo. El tope de giro en el caso del segundo módulo de giro 1430 es el choque del brazo articulado 1310 con un soporte ubicado en el disco truncado 1431. El segundo módulo de giro 1430 se encuentra ensamblado dentro de los medios de desplazamiento 1420 (no mostrados en las figuras 17 y 18).

Es importante hacer notar que el mecanismo de freno 1434 permite fijar el brazo articulado 1310 en una posición determinada, conveniente para la operación de carga y descarga de las bobinas.

Adicionalmente a lo arriba descrito, cada uno de los módulos de la máquina para manipular bobinas de la presente invención, puede incluir sensores o detectores de posición o de proximidad, preferiblemente de los que se conocen como tipo Namur, los cuales envían señales a módulos electrónicos de control intrínsecamente seguros, preferiblemente de los que se conocen como Sensoplex para control de cilindros neumáticos. Dichos módulos electrónicos envían señales a cada uno de los medios motrices de los módulos de la máquina para manipular bobinas, para que actúen de acuerdo a la posición en la que se encuentren, o bien, de acuerdo con parámetros preestablecidos según el lugar en el que se instala la máquina, para permitir la operación de la máquina a través del tablero de control y de ios mangos ergonómicos del módulo de control y manipulación, los cuales se encuentran conectados a los módulos electrónicos de control intrínsecamente seguros correspondientes. Los parámetros preestablecidos, se determinan a partir de la posición del módulo de anclaje y de los elementos de referencia, así como de la configuración de la máquina de bobinado, del diámetro de las bobinas y de la configuración del dispositivo de transporte de las mismas en el que se descargan las bobinas. Preferiblemente, los sensores deben colocarse para detectar el espesor de cada bobina que se va a cargar a la máquina para manipular bobinas, la distancia vertical del módulo efector y la distancia vertical entre las bobinas, la posición horizontal del módulo de desplazamiento horizontal y el estado del módulo de anclaje respecto a los elementos de referencia, entre otros.

En una modalidad adicional, los mangos ergonómicos permiten el control de los módulos de freno del primero y segundo módulos de giro y del módulo de movimiento, mientras que los demás movimientos automáticos de la máquina se controlan por medio del tablero de control. De conformidad con lo anteriormente descrito, se podrá observar que la máquina para manipular bobinas, ha sido ideada para permitir una operación segura durante la manipulación de bobinas, evitando contacto del operador con la máquina de bobinado y con la bobina mediante una operación semiautomática, ademas de evitar lesiones del operador por el constante esfuerzo de carga de las bobinas, y será evidente para cualquier experto en la mateπa que las modalidades de la máquina para manipular bobinas descπta anteπormente e ilustrada en los dibujos que se acompañan, son únicamente ilustrativas mas no limitativas de la presente invención, ya que son posibles numerosos cambios de consideración en sus detalles sin apartarse del alcance de la invención

Aún cuando se ha ilustrado y descπto una modalidad específica de la invención, debe hacerse hincapié en que son posibles numerosas modificaciones a la misma, como pueden ser medios motπces eléctricos en lugar de neumáticos, el uso de sensores diferentes, el uso diversos mecanismos de giro o de desplazamiento, o el uso de diversos puntos de referencia o bien, un cambio en la configuración de la maquina que permita descargar bobinas que se encuentran en posición vertical durante el bobinado en vez de la posición hoπzontal descrita, o bien adaptaciones para manipular bobinas de diferente forma, por ejemplo, troncocónica. Por lo tanto, la presente invención no deberá considerarse como restπngida excepto por lo que exija la técnica anteπor y por el espíritu de las reivindicaciones anexas

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN

REIVINDICACIONES

1 - Una maquina para manipular bobinas, caracteπzada porque comprende un modulo efector que permite la carga y descarga de las bobinas a la máquina para manipular bobinas, un módulo de desplazamiento vertical general para ajusfar la altura del modulo efector, un módulo de soporte para dar estabilidad a la maquina, y, un módulo de movimiento para desplazar a todos los demás módulos, en donde el modulo efector se encuentra ensamblado al módulo de desplazamiento vertical general, que a su vez se encuentra ensamblado al módulo de soporte, el cual puede desplazarse por medio del módulo de movimiento

2 - Una maquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada ademas porque el modulo efector y el modulo de desplazamiento vertical general se apoyan en el modulo de movimiento, que forma parte de la estructura supeπor del lugar en el que se instala la maquina, permitiendo la operación de la máquina para manipular bobinas en lugares con relieve irregular

3 - Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 1, caracteπzada además porque el módulo de movimiento se encuentra apoyado en el suelo o en una pared

4 - Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 1 , caractenzada además porque el módulo efector comprende por lo menos un módulo de mordaza; un módulo de desplazamiento hoπzontal, un módulo de desplazamiento vertical independiente, y, un módulo de manipulación y control 5 - Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 4, caracteπzada además porque el módulo efector incluye adicionalmente un módulo de expulsión para liberar a una bobina de una máquina de bobinado

6.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 1 , caracteπzada además porque el módulo de soporte comprende un brazo articulado y un primer módulo de giro ubicado en el extremo del brazo articulado y que sirve también de soporte para los módulos efector y de desplazamiento vertical general

7 - Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 6, caracteπzada además porque el módulo de movimiento incluye un módulo de freno para fijar o liberar a unos medios de desplazamiento, dependiendo de la operación que se desea realizar con la máquina, medios de desplazamiento, y, un segundo módulo de giro unido al brazo articulado 8 - Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el segundo módulo de giro permite que el brazo articulado pueda girar hacia ambos lados de los medios de desplazamiento.

9.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque el giro del brazo articulado tiene un ángulo máximo de 1 10 grados de cada lado del brazo.

10.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque el brazo articulado puede girar libremente 360 grados. 11.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque el módulo de manipulación y control incluye un par de mangos ergonómicos semi-verticales para guiar a la máquina y un tablero de control, los cuales, en conjunto, permiten guiar a la máquina y controlar los diferentes movimientos automáticos de la misma. 12.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque los medios de desplazamiento están constituidos por un par de rieles de desplazamiento que alojan en su interior una pluralidad de dispositivos de rodamiento, que se encuentran a su vez ensamblados a una estructura de soporte, la cual incluye al módulo de freno, el cual comprende medios motrices y medios de bloqueo que evitan que por lo menos uno de los dispositivos de rodamiento se mueva.

13.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque el módulo de mordaza incluye un módulo de apertura y cierre. 14.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el módulo de soporte incluye adicionalmente una barra horizontal que sirve de soporte para una barra vertical que a su vez soporta al módulo efector.

15.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque el módulo efector comprende tres módulos de mordaza.

16.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque el módulo de desplazamiento vertical independíente está compuesto por medios motrices. 17.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada además porque los medios motrices son un cilindro neumático superior y un cilindro neumático inferior, con sus respectivas placas de ensamble localizadas en el extremo móvil de cada cilindro, en donde un módulo de mordaza superior se sujeta por medio de un ensamble de soporte superior a la placa de ensamble del cilindro superior, mientras que un módulo de mordaza inferior se sujeta por medio de un ensamble de soporte inferior a la placa de ensamble del cilindro inferior y un módulo de mordaza central se encuentra fijo y unido a la parte fija de ambos cilindros neumáticos por medio de una placa de ensamble y un ensamble de soporte central, de tai forma que el módulo de desplazamiento vertical independiente, puede ajustar las distancias verticales entre todos los módulos de mordaza a las requeridas tanto por una máquina de bobinado como por un dispositivo de transporte de bobinas, considerando que la altura del módulo de mordaza central se ajusta mediante el módulo de desplazamiento vertical general.

18.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque el módulo de apertura y cierre permite alejar o acercar entre sí a una primera paleta de sujeción y una segunda paleta de sujeción, las cuales se encuentran respectivamente unidas a un primer soporte y un segundo soporte por medio de ensambles de sujeción, teniendo forma arqueada suficiente para alojar las bobinas de acuerdo al diámetro permisible de las mismas; dichos ensambles de sujeción, incluyendo alojamientos para permitir también el ensamble de un módulo de giro de mordaza, el cual une a la primera y segunda paletas de sujeción, permitiendo que éstas giren al mismo tiempo hacia uno de los costados de manera que dichas paletas forman un ángulo de 90 grados con respecto al primero y segundo soportes, con lo que se cambia de posición el eje de una bobina que se encuentre en la mordaza, el giro de dicho módulo, estando accionado mediante un sistema de giro.

19.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el sistema de giro comprende medios motrices conectados a un sistema de transmisión de movimiento giratorio acoplado a una flecha, que a su vez transmite el movimiento giratorio hacia los ensambles de sujeción. 20.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada además porque los medios motrices consisten en un cilindro neumático soportado en el primer soporte.

21.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el módulo de apertura y cierre incluye una barra inclinada superior y una barra inclinada inferior que se encuentran respectivamente fijas al primero y segundo soportes, y cuyos extremos inferior y superior, respectivamente, se unen del lado más cercano a las paletas, a manera de formar un ángulo de apertura máximo entre las barras inclinadas suficiente para que la distancia entre las paletas sea adecuada para sujetar una bobina con el mínimo admisible de diámetro de acuerdo con la máquina de bobinado, preferiblemente 90°; y, un soporte que es empujado horizontalmente por un vastago que a su vez es empujado horizontalmente por medios motrices, de tal forma que el soporte, al ser empujado por el vastago, hace que el ángulo arriba mencionado disminuya, con lo que las paletas se separan en una relación directa al desplazamiento del soporte.

22.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada además porque los medios motrices que empujan al vastago son un cilindro neumático.

23.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque el módulo de mordaza incluye un carro de desplazamiento superior y un carro de desplazamiento inferior, los cuales permiten el ensamble del módulo de mordaza con el módulo de desplazamiento vertical general.

24.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque el módulo de expulsión incluye medios motrices que tienen una barra de empuje en un extremo móvil, de tal forma que la barra permite desplazar lateralmente a un elemento de sujeción de la bobina en la máquina de bobinado, liberando a la bobina para que pueda ser cargada a la máquina.

25.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 24, caracterizada además porque los medios motrices del módulo de expulsión son un cilindro neumático.

26.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada además porque el módulo de desplazamiento vertical general comprende medios motrices; un riel para guiar a los carros de desplazamiento superior e inferior; y, un elemento de movimiento vertical, que se mueve de acuerdo con los medios motrices y se encuentra ensamblado a por lo menos un módulo de mordaza.

27.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada además porque los medios motrices del módulo de desplazamiento vertical general son un cilindro neumático de deslizamiento vertical.

28.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque la máquina incluye un módulo de anclaje para permitir un acoplamiento exacto de la máquina de la presente invención con una máquina de bobinado y/o con un dispositivo de transporte.

29.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 28, caracteπzada además porque el módulo de anclaje se ensambla con un elemento de referencia que se encuentra formando parte de la estructura, ya sea del dispositivo en el que se realizará la carga o descarga de las bobinas, o bien, del lugar en que se encuentran instalados.

30.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada además porque el módulo de anclaje comprende una estructura de soporte; y, por lo menos una terminal de anclaje.

31.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada además porque la terminal de anclaje comprende medios motπces que empujan a un vastago que tiene ensamblado en su otro extremo, de manera perpendicular al mismo, la parte posterior de un elemento de anclaje que tiene un ensanchamiento lateral en su parte extenor, dicho elemento de anclaje encontrándose a su vez insertado en un cuerpo pπncipal y fijo en su parte frontal de forma que puede girar sobre el eje de una flecha de giro; en donde el ensanchamiento lateral, sobresale del extremo frontal cilindrico en una dimensión tal que permite la inserción del conjunto extremo frontal cilindrico - elemento de anclaje, dentro del elemento de referencia, de tal forma que, cuando el vastago empuja la parte posterior del elemento de anclaje, la parte frontal de éste gira sobre la flecha, de forma que el módulo queda anclado al elemento de referencia por medio del elemento de anclaje.

32.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 31 , caracterizada además porque los medios motrices de la terminal de anclaje son un cilindro neumático.

33.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el primer módulo de giro se encuentra fijo a uno de los extremos del brazo articulado e incluye medios de giro rodeados en su parte extema por un disco truncado que sirve como base para el freno del módulo de giro, además de acoplarse perfectamente a la parte terminal del brazo articulado, dichos medios de giro, además de permitir la rotación del módulo efector, sostienen a una flecha de soporte por su parte central, la cual gira sobre su centro, y se encuentra sujeta por uno de sus extremos a una abrazadera que tiene incorporado un sistema de freno, la cual gira junto con la flecha teniendo insertado el disco truncado, el cual, junto con la abrazadera, determina el ángulo máximo de giro del módulo de giro, preferiblemente 110° de cada lado del brazo articulado. 34.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 33, caracterizada además porque el disco truncado se sustituye por un disco completo ubicado amba o abajo del brazo articulado, de manera que se permita un giro libre de 360° al no tener un tope para la abrazadera

35 - Una maquina para manipular bobinas de conformidad con la reivindicación 33, caracterizada ademas porque los medios de giro son un sistema de pivoteo que aloja rodamientos

36 - Una maquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 14, caracteπzada ademas porque el modulo de desplazamiento hoπzontal se encuentra conformado por medios motrices que giran junto con la flecha de soporte, y tienen incorporados medios de deslizamiento hoπzontal que sostienen a la barra hoπzontal del modulo de soporte, y con ella, a todo el modulo efector y al modulo de deslizamiento vertical general

37 - Una maquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 36 caracterizada ademas porque los medios motπces del modulo de desplazamiento hoπzontal son un cilindro neumático de deslizamiento hoπzontal 38 - Una maquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 7, caracteπzada ademas porque el segundo modulo de giro se encuentra en uno de los extremos del brazo articulado, ensamblado dentro de los medios de desplazamiento y opuesto al pπmer módulo de giro, e incluye un disco truncado ubicado sobre el brazo articulado que tiene como función limitar el giro del segundo módulo de giro a 110° de cada lado de los medios de movimiento, medios de giro que además de permitir el giro, sostienen al brazo articulado, teniendo un disco que se encuentra fijo a los medios de giro, y, un mecanismo de freno que se encuentra fijo al brazo articulado y que gira con el mismo, el tope de giro del segundo modulo de giro siendo el choque del brazo articulado con un soporte ubicado en el disco truncado 39 - Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 38, caracteπzada además porque los medios de giro del segundo módulo de giro son un sistema de pivoteo que aloja rodamientos

40 - Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 1 , caracteπzada ademas porque cada uno de ios módulos de la máquina incluye sensores o detectores de posición o de proximidad, los cuales envían señales a módulos electrónicos de control intrínsecamente seguros que a su vez envían señales a medios motπces de los módulos de la máquina para manipular bobinas, para que actúen de acuerdo a la posición en la que se encuentren, o bien, de acuerdo con parámetros preestablecidos según el lugar en el que se instala la maquina, para permitir la operación semiautomática de la maquina a través de un tablero de control y de unos mangos ergonómicos, los cuales se encuentran conectados a los módulos electrónicos de control intrínsecamente seguros correspondientes.

41.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 40, caracterizada además porque los sensores son de los que se conocen como tipo Namur.

42.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 40, caracterizada además porque los módulos electrónicos de control intrínsecamente seguros son de los que se conocen como Sensoplex para control de cilindros neumáticos. 43.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicaciones 28 y 40, caracterizada además porque los parámetros preestablecidos se determinan a partir de la posición del módulo de anclaje y de los elementos de referencia, así como de la configuración de la máquina de bobinado, del diámetro de las bobinas y de la configuración del dispositivo de transporte de las mismas en el que se descargan las bobinas.

44.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 43, caracterizada además porque los sensores deben colocarse para detectar el espesor de cada bobina que se va a cargar a la máquina para manipular bobinas, la distancia vertical del módulo efector y la distancia vertical entre las bobinas, la posición horizontal del módulo de desplazamiento horizontal y el estado del módulo de anclaje respecto a los elementos de referencia, entre otros.

45.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con la reivindicación 43, caracterizada además porque los mangos ergonómicos permiten el control de los módulos de freno del primero y segundo módulos de giro y del módulo de movimiento, mientras que los demás movimientos automáticos de la máquina se controlan por medio del tablero de control.

46.- Una máquina para manipular bobinas, de conformidad con las reivindicaciones 11 o 45, caracterizada además porque los componentes del par de mangos ergonómicos semi-verticales y el tablero de control se programan e ínterconectan de forma que pueden realizar una secuencia de operación a partir de una posición de reposo predeterminada, mediante la realización del anclaje de la máquina con los elementos de referencia, haciendo actuar al módulo efector para cargar las bobinas hacia la máquina para manipular bobinas, después de lo cual, se hace actuar al módulo efector de forma que las bobinas sean cargadas y giradas de forma que el eje central de las mismas queda perpendicular a la máquina de bobinado y a la altura y separación adecuadas para realizar la descarga de las bobinas en un dispositivo de transporte de bobinas, dicha acción de giro siendo realizada por un sistema de giro