WO2011070202A1 - Planta y procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras de celosía - Google Patents

Planta y procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras de celosía Download PDF

Info

Publication number
WO2011070202A1
WO2011070202A1 PCT/ES2010/000513 ES2010000513W WO2011070202A1 WO 2011070202 A1 WO2011070202 A1 WO 2011070202A1 ES 2010000513 W ES2010000513 W ES 2010000513W WO 2011070202 A1 WO2011070202 A1 WO 2011070202A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tubes
lattice
area
tube
plant
Prior art date
Application number
PCT/ES2010/000513
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2011070202A4 (es
Inventor
Cesar Del Campo Y Ruiz De Almodovar
Original Assignee
Grupo De Ingenieria Oceanica, S.L.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grupo De Ingenieria Oceanica, S.L. filed Critical Grupo De Ingenieria Oceanica, S.L.
Priority to EP10835525A priority Critical patent/EP2511441A1/en
Priority to US13/514,586 priority patent/US20120297598A1/en
Publication of WO2011070202A1 publication Critical patent/WO2011070202A1/es
Publication of WO2011070202A4 publication Critical patent/WO2011070202A4/es

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F27/00—Making wire network, i.e. wire nets
    • B21F27/12—Making special types or portions of network by methods or means specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F27/00—Making wire network, i.e. wire nets
    • B21F27/12—Making special types or portions of network by methods or means specially adapted therefor
    • B21F27/20—Making special types or portions of network by methods or means specially adapted therefor of plaster-carrying network
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C3/08—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with apertured web, e.g. with a web consisting of bar-like components; Honeycomb girders
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C2003/0486—Truss like structures composed of separate truss elements
    • E04C2003/0491—Truss like structures composed of separate truss elements the truss elements being located in one single surface or in several parallel surfaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/51—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling

Definitions

  • the present invention falls within the technical sector of the manufacture of metal structures of tubular longitudinal elements, more specifically, lattice structures. It refers to a manufacturing automation system, specially designed to reduce the consumption of materials and energy, as well as the manufacturing time.
  • the automation of all manufacturing processes improves quality, significantly reduces costs and improves efficiency and sustainability.
  • Lattice structures constructed with tubular longitudinal elements are common and have a wide range of use. These structures are formed with two or more longitudinal tubular elements.
  • Those formed by two elements, whether parallel or convergent and joined together with others of smaller dimensions, are usually used as beams for lights or important loads.
  • Those formed by three parallel longitudinal elements are also used as beams, in tower cranes for example and in pillars.
  • Those formed by more than three elements located at the vertices of a polygon with n sides are generally used as pillars.
  • the longitudinal elements are placed in the manner required and fixed to a surface; the points of connection where the tubes of smaller section must be installed are drawn and the length that each one of them is required to be accurately measured; the tubes are cut in such a way that they are perfectly tangent to the longitudinal elements, that is, to make grafts; they are made a bevel for welding; they are held by provisional points to the longitudinal elements and welded manually.
  • the present invention aims to describe an automated manufacturing facility for the manufacture of lattice structures, of any shape and size, constructed with tubular elements, which solves the following technical problems in an economically viable and technically safe way:
  • the lattice manufacturing equipment claimed herein comprises a series of interrelated elements so that its chain operation results in the automation of the manufacture of lattice structures.
  • a lattice structure either a beam or a pillar, is formed by parallel or convergent longitudinal tubes between which they are placed diagonally or in the form of teeth of sierra, a series of pipes that we call latticework.
  • the lattice structure manufacturing plant has several zones.
  • a first zone is the tube placement zone.
  • This area there are tracks parallel to the crane bridge tracks, on which a series of pillars that have a series of devices to support the pipes distributed along their height are placed vertically.
  • the pillars may advance along the tracks to modify the distance between them and the tube support devices may climb and go down the pillars with the same objective.
  • the pillars and supports are placed.
  • a fully automated crane bridge takes from the tube containers and one by one, the longitudinal tubes that will form the lattice structure. These tubes are placed parallel to the ground and perpendicular to the tracks, in the support devices. Once all the longitudinal tubes are already located, the crane bridge begins to place the lattice tubes in the corresponding supports, so that they are placed between the longitudinal and parallel tubes or convergent to them.
  • the motorized diabolos on which the pipes rest the structure is moved and moved to the manufacturing area, maintaining its geometry.
  • This zone in turn is divided into the zone of union of pipes by head and the zone of forming and welding of lattice tubes.
  • the placed structure advances to the forming and welding area of the lattice tubes.
  • the tubes are supported on pillars with supports identical to those of the installation area but also have hydraulic cylinders that push and compress the lattice tube curving it against the longitudinal tube where, with double arcs of induction automatically approach, weld the lattice tube to the longitudinal.
  • This operation is repeated until more tubes are needed, to increase the length of the structure, which is advancing in the same way, that is, by driving the motorized diabolos located both in the placement area and in the manufacturing area, as the training work and lattice soldier.
  • the lattice and then the longitudinal ones, at that time, from the placement zone new tubes are advanced to the zone of union of the tubes by head. In that area a new tube is taken and welded to the tube that was already in the structure by the end or the head, so that its length is extended. It is relocated to the forming and welding zone and the operations are repeated until the structure is completely finished.
  • the finished structure is moved to a collection area. In that area there are motorized roads, but there are no more pillars.
  • the structure moves transversely to the inspection and painting area. It is a closed area where the welds are checked and they are painted and protected against erosion. At the exit of the inspection and painting area the structure is already completely finished.
  • the system allows to make flat structures formed by two longitudinal elements, parallel or convergent, for beams of great lights and / or loads, triangular structures, formed by three longitudinal ones, or more for pillars or beams and structures of square section formed by any number of longitudinal elements on each face for pillars.
  • This equipment consists of a set of automated devices that interrelate to achieve the proposed purpose of automating the entire manufacturing process, from the collection of materials to the exit of the finished product from the manufacturing line.
  • Figure 1 represents a plant of the automatic manufacturing equipment of lattice structures, of any shape and size.
  • the containers (2) containing the longitudinal tubes (16) and the containers (2 ') containing the tubes to form the lattice (17) arrive to the manufacturing hall by means of a pneumatic lift or omnidirectional rolling system.
  • On the opposite side of the ship (B) are the containers (2 ") that contain the pipes and pieces for the manufacture of piles, object of another invention.
  • All containers (2, 2 ', 2 "), are placed centered with respect to the tracks (1).
  • These tracks (1) belong to a first crane bridge used to place the pipes (16, 17) of the structures and to a second crane bridge, used for the placement of piles inside the lattice pillars.
  • Both crane bridges are the same, so that the breakdown of one of them stops production paralysis. Both crane bridges have space for outdoor parking (C), outside the installation area (A).
  • the crane bridges have a minimum height of 12 m. under magnets and a unit payload capacity of 4,000 Kg. They will have three carriages (14) movable by the bridge and each carriage of a magnet (15) to take the tubes, two of them will take the tube by the ends and the third by the center.
  • the magnets at the ends will have a safety system, which will be inserted inside the tubes so that, in the event that the magnetic fastening system fails, the tubes will never fall.
  • the bridge crane will have a minimum useful light of 16 m.
  • a computer-controlled system receives the static calculations that define the geometry of the lattice structure to be manufactured and drives the crane bridge.
  • the crane bridge takes a longitudinal tube (16) that is horizontal in the container (2) and moves it, maintaining that horizontal position ("lying"), to the placement area, that is, a composition formed by a series of pillars (4) which, as seen in Figure 3, these pillars (4) can be move along some raceways (3) with five being the number of tracks in the preferred embodiment.
  • Figure 4 shows that in each of these pillars (4) there are motorized platforms (13) that can be moved in height by said pillars (4). On the platforms (13) large diabolos (6) are placed on which the longitudinal tubes are supported.
  • both the pillars (4) and the diabolos (6) are placed at the precise distance to place the longitudinal tubes.
  • the crane bridge continues the operation until all the longitudinal tubes are placed.
  • the crane bridge takes the lattice tubes (17) from the container (2 ' ) and places them on the small diabolos (6') located on movable platforms (13) on the pillars (4). Since such a structure is a polygon whose faces are formed by a plurality of longitudinal tubes, joined together by a lattice of smaller section tubes, without having longitudinal or lattice tubes inside, for this reason the inner pillars which support the tubes of the upper face, they only have diabolos at ground level, for the lower face and on the opposite upper face, as shown in Figure 3.
  • telescopic brackets (7) located on vertically movable platforms on the pillars, fold down 90 ° or expand. Putting in a suitable position some diabolos (6 ') for the placement of the lattice tubes of the upper face.
  • the crane bridge places these last tubes and finalizes the placement of all the elements of the structure, which will be placed with the exact geometry.
  • the system thus conceived allows structures with any number of longitudinal elements to be made, simply by placing the number of necessary pillars (4) and diabolos (6, 6 ') and of any dimension, moving the pillars (4) along the ground tracks ( 3) and the diabolos (6, 6 ') by the platforms (13) of the pillars (4), one and the other driven by rack-and-pinion motors and systems, automated by the control system.
  • the pillars (4) are placed on the platforms (13 ') below with joints actuated by rotary actuators that allow a variable angle and therefore enable the creation of flat, triangular or square geometries.
  • the pillars (4) are constituted by individual elements joined together, to adapt their height to the necessary one in each case.
  • the zone of forming and welding of lattice tubes (9), is formed by a set of two tracks (3) with pillars (4) equal to those of the placement area except that the pillars (4) of the zone of formed and welded of lattice tubes (9) which, as seen in figure (5) have telescopic hydraulic pistons (18) and vertical shaft diabolos (19), which push and compress the lattice tube (17) by curving it against the longitudinal tube (16), where with double induction arcs that approach automatically, they weld the lattice tube (17) to the longitudinal one (16).
  • the mode of operation would be as follows: the lattice tubes (17) located between the longitudinal tubes (16) and parallel to them reach the forming and welding zone of lattice tubes (9). Two hydraulic pistons (18) push the lattice tube (17) that is between two longitudinal tubes (16) curving it, until the lattice tube (17) bumps into the corresponding longitudinal tube (16), so that the tube lattice (17) is diagonally and supported on the longitudinal tube (16) with the projected angle. Then double induction arcs approach and weld the contact points.
  • the hydraulic piston (18) maintains the pressure for the programmed cooling time, then retracts and lowers to allow the progress of the already welded structure.
  • the elongated structure is moving towards the soldier zone (9) to form and weld the new lattice tube (17) and as it is finished, it leaves the manufacturing area (9) and passes to the collection area (10) .
  • the collection area (10) consists of a set of parallel tracks (without pillars), equipped with motorized diabolos (11), for the advancement of the structures in the longitudinal direction. They also have rack-and-pinion transmission elements for transverse displacement of the entire structure. The structure that is already completely manufactured moves through this storage area (10) to the inspection and painting area (12).
  • the inspection and painting zone (12) is a closed and protected area where welding inspection is carried out, as well as paint and corrosion protection. Once painted and finished, the structure is taken out to the loading and shipping area or to the assembly area (not shown).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)
  • Artificial Fish Reefs (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)

Abstract

Planta para la fabricación automatizada de estructuras de celosía y su procedimiento que comprende una zona de colocación de los tubos (A) según la geometría deseada, una zona de fabricación formada a su vez por una zona de unión de tubos por cabeza (8) y una zona de conformado y soldado de tubos de celosía (9), una zona de acopio de estructuras (10), una zona de inspección y pintado de las estructuras (12), una zona de carga y expedición y una zona de montaje, estas últimas situadas en el exterior de la planta de fabricación. Esta planta permite fabricar estructuras de celosía de cualquier geometría y tamaño deseado evitando cualquier tipo de manipulación manual, aumentando la calidad y disminuyendo los costos.

Description

PLANTA Y PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN AUTOMATIZADA DE ESTRUCTURAS DE CELOSÍA
Sector técnico de la invención
La presente invención se encuadra dentro del sector técnico de la fabricación de estructuras metálicas de elementos longitudinales tubulares, más concretamente, estructuras de celosía. Se refiere a un sistema de automatización de la fabricación, especialmente diseñado para disminuir los consumos de materiales y energía, así como el tiempo de fabricación. La automatización de todos los procesos de fabricación mejora la calidad, disminuye los costos en forma notable y mejora la eficiencia y sostenibilidad.
Antecedentes de la invención
Las estructuras de celosía construidas con elementos longitudinales tubulares son comunes y tienen un amplio campo de uso. Estas estructuras se forman con dos o más elementos tubulares longitudinales.
Las formadas por dos elementos, ya sean paralelos o convergentes y unidos entre si con otros de menor dimensión, se usan habitualmente como vigas para luces o cargas importantes. Los formados por tres elementos longitudinales paralelos se usan también como vigas, en grúas torre por ejemplo y en pilares. Las formadas por más de tres elementos situados en los vértices de un polígono de n lados son generalmente utilizados como pilares.
En todos los casos son fabricaciones de pocos elementos que no justifican su ejecución con sistemas automatizados, por lo que se realizan de forma manual, según el procedimiento siguiente: se colocan los elementos longitudinales en la forma que se precise y se fijan a una superficie; se trazan los puntos de unión donde deben instalarse los tubos de menor sección y se mide con exactitud la longitud que se requiere que tenga cada uno de ellos; se cortan los tubos de tal manera que sean perfectamente tangentes a los elementos longitudinales, es decir como para hacer injertos; se les realiza un bisel para la soldadura; se sujetan por puntos provisionales a los elementos longitudinales y se sueldan manualmente.
Para estructuras de menor entidad, por luces o cargas, se suelen curvar previamente los elementos que ha de constituir la celosía, colocarlos y sujetarlos provisionalmente con puntos a los longitudinales y soldarlos.
Todos estos procedimientos manuales y sucesivos son muy caros y limitan el uso de un tipo de estructuras que desde los puntos de vista estático y de economía de materiales son muy competitivos, optándose generalmente por estructuras de celosía construidas con angulares, que son mas sencillas, rápidas y económicas de hacer. Sin embargo las estructuras de angulares son muy sensibles a la corrosión en medios agresivos como pueden ser las instalaciones en el mar o en sus proximidades, que por los costos de protección y mantenimiento, las hacen desaconsejables.
Por todo ello, la presente invención tiene por objeto el describir una instalación de fabricación automatizada para la fabricación de estructuras de celosía, de cualquier forma y dimensión, construidas con elementos tubulares, que resuelva de manera económicamente viable y técnicamente segura los siguientes problemas técnicos:
• Evitar operaciones manuales de manipulación de los elementos, el replanteo de la estructura, la colocación de los elementos componentes, su fijación provisional y la soldadura definitiva.
• Evitar los movimientos de la estructura durante el proceso de fabricación, indispensables en los métodos tradicionales, para poder realizar las soldaduras en posición horizontal.
· Sustituir la operación del corte de injertos, por el curvado in situ automático de los elementos que forman la celosía. Reduciendo notablemente los costos y el desperdicio de material.
• Sustituir la soldadura TIG, manual por soldadura automatizada por inducción o alta frecuencia.
· Y en definitiva reducir costos y asegurar la calidad.
Descripción de la invención
El equipo de fabricación de celosías aquí reivindicado comprende una serie de elementos que se interrelacionan de forma que su funcionamiento en cadena de lugar a la automatización de la fabricación de estructuras de celosía.
En primer lugar conviene aclarar que, para evitar confusiones con la denominación empleada, una estructura de celosía, ya sea una viga o un pilar, está formada por unos tubos longitudinales paralelos o convergentes entre los cuales se colocan en diagonal o en forma de dientes de sierra, una serie de tubos que denominamos de celosía.
La planta de fabricación de estructuras de celosía cuenta con varias zonas.
Una primera zona es la zona de colocación de tubos. En esta zona hay unas vías paralelas a las vías del puente grúa, sobre las que se sitúan verticalmente una serie de pilares que tienen instalados una serie de dispositivos para soportar los tubos distribuidos a lo largo de su altura. Los pilares podrán avanzar por las vías para modificar la distancia entre ellos y los dispositivos de soporte de tubos podrán subir y bajar por los pilares con el mismo objetivo. En función de la geometría final que vaya a tener la estructura de celosía se sitúan los pilares y los soportes.
Un puente grúa totalmente automatizado y que sigue las instrucciones de un sistema de control, toma de los contenedores de tubos y de uno en uno, los tubos longitudinales que formarán la estructura de celosía. Estos tubos los va colocando paralelos al suelo y perpendiculares a las vías, en los dispositivos de soporte. Una vez que todos los tubos longitudinales están ya situados, el puente grúa comienza a colocar los tubos de celosía en los soportes correspondientes, de manera que quedan colocados entre los tubos longitudinales y paralelos o convergentes a ellos.
Una vez que ya están colocados, exactamente según la geometría proyectada, los diábolos motorizados sobre los que se apoyan los tubos, se accionan y desplazan la estructura a la zona de fabricación, manteniendo su geometría. Esta zona a su vez se divide en la zona de unión de tubos por cabeza y la zona de conformado y soldado de tubos de celosía.
La estructura colocada avanza hasta la zona de conformado y soldado de los tubos de celosía. Allí los tubos son soportados en unos pilares con unos soportes idénticos a los de la zona de colocación pero que cuentan además con unos cilindros hidráulicos que empujan y comprimen el tubo de celosía curvándolo contra el tubo longitudinal donde, con unos arcos dobles de inducción que se aproximan automáticamente, sueldan el tubo de celosía al longitudinal.
Esta operación se repite hasta que se precisan más tubos, para aumentar la longitud de la estructura, que va avanzando en la misma forma, es decir accionando los diábolos motorizados situados tanto en la zona de colocación como en la de fabricación, medida que progresa el trabajo de formación y soldado de las celosías. Una vez que el avance ha hecho que se haya utilizado toda la longitud de los tubos, primero los de celosía y después los longitudinales, en ese momento, de la zona de colocación se hace avanzar nuevos tubos hasta la zona de unión de los tubos por cabeza. En esa zona se toma un tubo nuevo y se suelda al tubo que ya estaba en la estructura por el extremo o la cabeza, de manera que se amplía su longitud. Se vuelve a trasladar a la zona de conformado y soldado y se repiten las operaciones hasta que la estructura esté completamente terminada.
La estructura finalizada se traslada a una zona de acopio. En esa zona hay unas vías motorizadas, pero ya no hay pilares. La estructura se traslada transversalmente hasta la zona de inspección y pintura. Se trata de una zona cerrada donde se revisan las soldaduras y se procede a su pintado y protección contra la erosión. A la salida de la zona de inspección y pintura la estructura ya está completamente terminada.
Sola quedaría trasladarla a la última zona de carga y expedición o a la zona de montaje.
Frente a los problemas señalados en el apartado anterior, la solución que se ha desarrollado y cuya protección se solicita presenta las siguientes ventajas respecto a lo existente en el estado de la técnica:
• Es una solución totalmente automatizada, desde el acopio de los tubos con los contenedores hasta el conformado de las celosías y la soldadura de estas a los tubos longitudinales.
• Al diferenciar la zona de colocación de la de fabricación permite que en la primera se posicionen los tubos en la forma exacta requerida, gracias a los sistemas motorizados y controlados de los diábolos que los sostienen.
• Se evitan movimientos manuales con grúas de estructuras que pueden tener un peso y dimensión considerables. Pues fabricado cada tramo longitudinal de la estructura esta se desplaza, permitiendo la ejecución del siguiente, simplemente por el impulso de los soportes motorizados en que se apoya y porque una vez terminada la estructura, esta se desplaza sobre la vía, gracias a que las plataformas que sostienen los soportes de los tubos están motorizadas con piñones y cremalleras los cuales, de forma automática, la conducen a la zona de inspección de soldaduras y pintura para la protección de la corrosión.
• El sistema permite hacer estructuras planas formadas por dos elementos longitudinales, paralelos o convergentes, para vigas de grandes luces y/o cargas, estructuras triangulares, formadas por tres longitudinales, o mas para pilares o vigas y estructuras de sección cuadrada formadas por cualquier número de elementos longitudinales en cada cara para pilares.
• Se hace innecesario cortar injertos y soldar manualmente y en posiciones difíciles estos a los longitudinales. Se reduce costos, tiempos y desperdicio de materiales al tiempo que se mejora y asegura la calidad.
• Las estructuras así fabricadas, se conducen por el mismo procedimiento, es decir traslación de las plataformas motorizadas en las que están apoyadas sobre vías, desde el área de inspección y pintura, hasta la de expedición o colocación. Descripción de las figuras
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña un juego de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: Figura 1 : Vista en planta del equipo completo de fabricación
Figura 2: Perfil del puente grúa
Figura 3: Alzado de una vía con cinco pilares
Figura 4: Detalle de un pilar
Figura 5: Detalle del proceso de curvado de los tubos de celosía
A continuación se proporciona un listado con las referencias utilizadas en las figuras:
(1) Vías del puente grúa
(2) Contenedor de tubos longitudinales
(2') Contenedor de tubos de celosía
(2") Contenedor de pilotes
(3) Vías paralelas fijadas al suelo sobre las que se sitúan los pilares
(4) Pilares
(5) Diábolos sobre las vías
(6) Diábolos grandes de sujeción de tubos longitudinales
(6') Diábolos pequeños de sujeción de tubos de celosía
(7) Ménsula doble
(8) Zona de unión de tubos por cabeza
(9) Zona de conformado y soldado de los tubos de celosía
(10) Zona de acopio
(11) Diábolos motorizados
(12) Zona de inspección y pintura
(13) Plataformas desplazables motorizadas
(14) Carro del puente grúa
(15) Imán del carro del puente grúa
(16) Tubo longitudinal
(17) Tubo de celosía
(18) Pistones hidráulicos telescópicos
(19) Diábolos de eje vertical
Descripción detallada de la invención W
6
Para lograr una mayor comprensión de la invención a continuación se va a describir, en base a las figuras presentadas, el equipo de automatización de la fabricación de estructuras de celosía objeto de la presente invención.
Este equipo se compone de un conjunto de aparatos automatizables que se interrelacionan para conseguir el objeto propuesto de automatizar todo el proceso de fabricación, desde el acopio de los materiales hasta la salida del producto terminado de la línea de fabricación.
La figura 1 , representa una planta del equipo de fabricación automática de estructuras de celosía, de cualquier forma y tamaño.
A la nave de fabricación llegan, mediante un sistema de sustentación neumático o de rodadura omnidireccional, los contenedores (2) que contienen los tubos longitudinales (16) y los contenedores (2') que contienen los tubos para formar la celosía (17). Por el lado opuesto de la nave (B) se encuentran los contenedores (2") que contienen los tubos y piezas para la fabricación de pilotes, objeto de otra invención.
Todos los contenedores (2, 2', 2"), se colocan centrados respecto a las vías (1). Dichas vías (1) pertenecen a un primer puente grúa utilizado para la colocación de los tubos (16, 17) de las estructuras y a un segundo puente grúa, utilizado para la colocación de pilotes dentro de los pilares de celosía.
Ambos puentes grúa son iguales, de manera que se evita que la avería de uno de ellos paralice la producción. Ambos puentes grúa disponen de espacio para aparcamiento en el exterior (C), fuera de la zona de colocación (A).
En una realización preferente, los puentes grúa tienen un altura mínima de 12 m. bajo imanes y una capacidad de carga útil unitaria de 4.000 Kg. Dispondrán de tres carros (14) desplazables por el puente y cada uno de los carros de un imán (15) para coger los tubos, dos de ellos cogerán el tubo por los extremos y el tercero por el centro. Los imanes de los extremos, tendrán un sistema de seguridad, que se introducirá en el interior de los tubos para que, en el caso de que falle el sistema de sujeción magnética, los tubos en ningún caso se caigan. El puente grúa tendrá una luz mínima útil de 16 m.
Un sistema controlado por ordenador, recibe los cálculos estáticos que definen la geometría de la estructura de celosía a fabricar y acciona el puente grúa.
Tal y como se ve en la figura 2, el puente grúa toma un tubo longitudinal (16) que se encuentra horizontal en el contenedor (2) y lo traslada, manteniendo esa posición horizontal ("tumbado"), hasta el área de colocación, es decir, una composición formada por una serie de pilares (4) que, como se ve en la figura 3, estos pilares (4) se pueden mover a lo largo de unas vías de rodadura (3) siendo cinco el número de vías en la realización preferente.
En la figura 4 se observa que en cada uno de esos pilares (4) se encuentran unas plataformas motorizadas (13) que se pueden desplazar en altura por dichos pilares (4). Sobre las plataformas (13) se sitúan unos diabolos grandes (6) sobre los que se apoyan los tubos longitudinales.
Gracias a las plataformas desplazables (13) y a las vías de rodadura (3), tanto los pilares (4) como los diábolos (6) se colocan a la distancia precisa para colocar los tubos longitudinales.
Colocado el primer tubo, el puente grúa continúa la operación hasta colocar todos los tubos longitudinales.
Una vez colocados estos, el puente grúa toma los tubos de celosía (17) del contenedor (2') y los coloca sobre los diábolos pequeños (6') situados sobre plataformas desplazables (13) sobre los pilares (4). Puesto que una estructura de este tipo es un polígono cuyas caras están formadas por una pluralidad de tubos longitudinales, unidos entre sí por una celosía de tubos de menor sección, sin tener tubos ni longitudinales ni de celosía en su interior por esta razón los pilares interiores que sirven de soporte a los tubos de la cara superior, solo tienen diábolos a nivel del suelo, para la cara inferior y en la cara superior opuesta, tal y como se observa en la figura 3. Una vez colocados todos los tubos de celosía en la base y los laterales de la estructura, unas ménsulas telescópicas (7) situadas en plataformas desplazables en vertical en los pilares se abaten 90° o expanden. Poniendo en la posición adecuada unos diábolos (6') para la colocación de los tubos de celosía de la cara superior.
El puente grúa coloca estos últimos tubos y finaliza la colocación de todos los elementos de la estructura, que estarán colocados con la geometría exacta.
El sistema así concebido, permite realizar estructuras con cualquier número de elementos longitudinales, simplemente poniendo el número de pilares (4) y diábolos (6, 6') necesarios y de cualquier dimensión, desplazando los pilares (4) por las vías del suelo (3) y los diábolos (6, 6') por las plataformas (13) de los pilares (4), unas y otras accionadas por motores y sistemas de piñón cremallera, automatizados por el sistema de control.
Los pilares (4) están colocados sobre las plataformas (13') de abajo con articulaciones accionadas por actuadores de giro que permiten un ángulo variable y por tanto posibilitan la creación de geometrías plana, triangular o cuadrada. Los pilares (4) están constituidos por elementos individuales unidos entre si, para adaptar su altura a la necesaria en cada caso.
Volviendo a la figura 1 se observa que una vez, que están colocados todos los tubos los diábolos motorizados, los desplazan todos desde la zona de colocación a la de fabricación (8, 9). En esta zona de fabricación se diferencia la zona de unión de tubos por cabeza (8) que se explicará más adelante y la zona de conformado y soldado de tubos de celosía (9).
La zona de conformado y soldado de tubos de celosía (9), está formada por un conjunto de dos vías (3) con pilares (4) iguales que los del área de colocación a excepción de que los pilares (4) de la zona de conformado y soldado de tubos de celosía (9) que, como se observa en la figura (5) disponen de pistones hidráulicos telescópicos (18) y diábolos de eje vertical (19), que empujan y comprimen el tubo de celosía (17) curvándolo contra el tubo longitudinal (16), donde con unos arcos dobles de inducción que se aproximan automáticamente, sueldan al tubo de celosía (17) al longitudinal (16).
El modo de operar sería el siguiente: a la zona de conformado y soldado de tubos de celosía (9) llegan los tubos de celosía (17) situados entre los tubos longitudinales (16) y paralelos a estos. Dos pistones hidráulicos (18) empujan el tubo de celosía (17) que se encuentra entre dos tubos longitudinales (16) curvándolo, hasta que el tubo de celosía (17) topa con el tubo longitudinal (16) correspondiente, de forma que el tubo de celosía (17) queda en diagonal y apoyado en el tubo longitudinal (16) con el ángulo proyectado. Entonces se aproximan unos arcos dobles de inducción y sueldan los puntos de contacto.
Cuando se ha soldado un tubo de celosía (17), el pistón hidráulico (18) mantiene la presión el tiempo de enfriamiento programado, a continuación se retrae y baja para permitir el avance de la estructura ya soldada.
La operación se repite hasta que los tubos de celosía (17) han agotado su longitud (al situarlos diagonalmente se agotará su longitud antes de que se complete la celosía entre tubos longitudinales (16)). En ese momento, el puente grúa coge nuevos tubos de celosía (17) y los coloca en la zona de colocación. Entonces los diábolos motorizados los empujan hasta la zona de unión de tubos por cabeza (8), que será donde se unan longitudinalmente los tubos. En esta zona (8) hay una vía con unos pilares (4) los cuales cuentan con una mordaza que sujeta el final del tubo de celosía (17) que se encuentra en la estructura instalado y otra mordaza sujeta el nuevo tubo, los comprimen uno contra otro, entonces el arco se aproxima y se produce la soldadura.
Igual operación se realiza al final de los tubos longitudinales (16) si se quieren hacer más largos.
La estructura alargada va avanzando hacia la zona de soldado (9) para conformar y soldar el nuevo tubo de celosía (17) y a medida que se va terminando, abandona la zona de fabricación (9) y pasa a la zona de acopio (10).
Como se ve en la figura 1 , la zona de acopio (10) consta de un conjunto de vías paralelas (sin pilares), dotadas de diábolos motorizados (11), para el avance de las estructuras en sentido longitudinal. También cuentan con elementos de transmisión tipo piñón-cremallera para el desplazamiento transversal de toda la estructura. La estructura que ya está completamente fabricada se desplaza por esta zona de acopio (10) hasta la zona de inspección y pintura (12).
La zona de inspección y pintura (12) es una zona cerrada y protegida donde se hace la inspección de la soldadura, así como la pintura y la protección contra corrosión. Una vez pintada y terminada, la estructura se saca fuera a la zona de carga y expedición o a la zona de montaje (no representadas).
Cuando una estructura está terminada se repite el procedimiento con la siguiente. Este sistema se diseña especialmente para la fabricación de estructuras de celosía, no obstante, no se descarta su extensión a otros campos de la industria que requieran características similares.

Claims

Reivindicaciones
1. Planta para la fabricación automatizada de estructuras de celosía que comprende una zona de colocación de los tubos (A) según la geometría deseada, una zona de fabricación formada a su vez por una zona de unión de tubos por cabeza (8) y una zona de conformado y soldado de tubos de celosía (9), una zona de acopio de estructuras (10), una zona de inspección y pintado de las estructuras (12), una zona de carga y expedición y una zona de montaje, estas últimas situadas en el exterior de la planta de fabricación, comprendiendo la zona de colocación de tubos (A) un puente grúa y una serie de vías (3) paralelas a las vías del puente grúa (1), sobre las que se sitúan verticalmente unos pilares (4) que cuentan con unos dispositivos (6, 6') para soportar los tubos distribuidos a lo largo de su altura, pudiendo los pilares (4) avanzar por las vías (3) para modificar la distancia entre ellos y pudiendo los dispositivos de soporte de tubos (6, 6') subir y bajar por los pilares (4) con el mismo objetivo.
2. Planta para la fabricación automatizada de estructuras de celosía según reivindicación 1 caracterizada porque el puente grúa dispone de tres carros (14) desplazables por el puente y cada uno de los carros de un imán (15) para coger los tubos, dos de ellos cogerán el tubo por los extremos y el tercero por el centro, teniendo los imanes de los extremos un sistema de seguridad que comprende un eje que se introducirá en el interior de los tubos para que, en el caso de que falle el sistema de sujeción magnética, los tubos en ningún caso se caigan.
3. Planta para la fabricación automatizada de estructuras de celosía según reivindicación 1 caracterizada porque los dispositivos de soporte de tubos (6, 6') son diábolos.
4. Planta para la fabricación automatizada de estructuras de celosía según reivindicación 1 caracterizada porque los pilares (4) están colocados sobre unas plataformas (13') con articulaciones accionadas por actuadores de giro que permiten un ángulo variable y por tanto posibilitan la creación de geometrías plana, triangular o cuadrada.
5. Planta para la fabricación automatizada de estructuras de celosía según reivindicación 4 caracterizada porque los pilares (4) están constituidos por elementos individuales unidos entre si, para adaptar su altura a la necesaria en cada caso.
6. Planta para la fabricación automatizada ae estructuras ae celosía según reivindicación 1 caracterizada porque la zona de unión de tubos por cabeza (8) tiene una vía con unos pilares los cuales tienen instaladas unas mordazas para la sujeción de dos tubos que van a ser soldados juntos para aumentar su longitud.
7. Planta para la fabricación automatizada de estructuras de celosía según reivindicación 1 caracterizada porque la zona de conformado y soldado de tubos de celosía (9) comprende una serie de vías con unos pilares similares a los de la zona de colocación y que además llevan instalados unos cilindros hidráulicos (18) para curvar los tubos de celosía (17) en diagonal entre los tubos longitudinales (16) y un arco de soldadura para soldarlos una vez colocados.
8. Planta para la fabricación automatizada de estructuras de celosía según reivindicación 1 caracterizada porque la zona de acopio (10) almacena las estructuras que salen de la zona de conformado y soldadura (9) y comprende un conjunto de vías paralelas dotadas de dispositivos motorizados (11) para el avance de las estructuras en sentido longitudinal así como elementos de transmisión, tipo piñón-cremallera, para el desplazamiento transversal de toda la estructura.
9. Planta para la fabricación automatizada de estructuras de celosía según reivindicación 1 caracterizada porque la zona de inspección y pintura (12) es una zona cerrada y protegida donde se encuentran los equipos para la inspección de la soldadura, así como para la pintura y la protección contra la corrosión.
10. Procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras de celosía en una planta como la descrita en las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende las siguientes operaciones:
• Traslado mediante un sistema de sustentación neumático o de rodadura omnidireccional de los contenedores (2) que contienen los tubos longitudinales y los contenedores (2') que contienen los tubos para formar la celosía;
• un sistema controlado por ordenador, recibe los cálculos estáticos que definen la geometría de la estructura de celosía a fabricar y acciona un puente grúa;
• el puente grúa toma un tubo longitudinal (16) que se encuentra horizontal en el contenedor (2) y lo traslada, manteniendo esa posición horizontal, hasta el área de colocación donde lo posiciona sobre unos soportes tipo diábolo (6) ubicados en unas plataformas desplazables (13) sobre los pilares (4);
• colocado el primer tubo, el puente grúa continúa la operación hasta colocar todos los tubos longitudinales (16); una vez colocados estos, el puente grúa toma ios tupos de celosía (17) del contenedor (2') y los coloca sobre los diábolos pequeños (6') situados sobreplataformas desplazables (13) y sobre los pilares (4);
una vez colocados todos los tubos de celosía (17) en la base y los laterales de la estructura, unas ménsulas telescópicas (7) situadas en plataformas desplazables en vertical en los pilares se abaten 90° o expanden, poniendo en la posición adecuada unos diábolos (6') para la colocación de los tubos de celosía (17) de la cara superior;
una vez, que están colocados todos los tubos de acuerdo con la geometría del proyecto, se desplaza la estructura desde la zona de colocación a la zona de conformado y soldado de tubos de celosía (9) donde unos pistones hidráulicos (18) empujan el tubo de celosía (17) que se encuentra entre dos tubos longitudinales (16), curvándolo, hasta que el tubo de celosía (17) topa con el tubo longitudinal (16) correspondiente, de forma que el tubo de celosía (17) queda apoyado en el tubo longitudinal (16) con el ángulo proyectado;
entonces se aproximan unos arcos dobles de inducción y sueldan ambos tubos, el pistón hidráulico (18) mantiene la presión el tiempo de enfriamiento programado, a continuación se retrae el pistón (18) y baja para permitir el avance de la estructura ya soldada;
la operación se repite hasta que los tubos de celosía (17) han agotado su longitud;
en ese momento, el puente grúa coge nuevos tubos y los coloca en la zona de colocación, entonces los diábolos motorizados los empujan hasta la zona de unión de tubos por cabeza (8) donde una mordaza sujeta el final del tubo que se encuentra en la estructura instalado y otra mordaza sujeta el nuevo tubo, los comprimen uno contra otro y el arco se aproxima y se produce la soldadura; la estructura alargada va avanzando hacia la zona de conformado (9) para conformar y soldar el tubo alargado y a medida que se va terminando, abandona la zona de fabricación (9) y pasa a la zona de acopio (10);
en la zona de acopio (10) se trasladan las estructuras terminadas con la longitud y geometría programada desde la zona de acopio (10) hasta la zona de inspección y pintura (12); en la zona de inspección y pintura (12) se hace la inspección de las s"OIBS*Sr¾fs,- O* así como la pintura y la protección contra corrosión;la estructura completamente terminada se saca fuera a la zona de carga y expedición o a la zona de montaje.
PCT/ES2010/000513 2009-12-11 2010-12-10 Planta y procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras de celosía WO2011070202A1 (es)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10835525A EP2511441A1 (en) 2009-12-11 2010-12-10 Plant and method for the automated production of lattice structures
US13/514,586 US20120297598A1 (en) 2009-12-11 2010-12-10 Plant and procedure for the automated production of truss structures

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200902320A ES2361869B1 (es) 2009-12-11 2009-12-11 Planta y procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras de celos�?a.
ESP200902320 2009-12-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2011070202A1 true WO2011070202A1 (es) 2011-06-16
WO2011070202A4 WO2011070202A4 (es) 2011-08-18

Family

ID=44123106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2010/000513 WO2011070202A1 (es) 2009-12-11 2010-12-10 Planta y procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras de celosía

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120297598A1 (es)
EP (1) EP2511441A1 (es)
AR (1) AR079368A1 (es)
ES (1) ES2361869B1 (es)
WO (1) WO2011070202A1 (es)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102941293B (zh) * 2012-11-28 2014-10-15 无锡威华电焊机制造有限公司 钢筋桁架整形调整机构
RU2729130C2 (ru) 2016-03-10 2020-08-04 Инвенцио Аг Способ роботизированного изготовления несущей конструкции установки для перевозки людей
ES2775452T3 (es) 2016-03-10 2020-07-27 Inventio Ag Dispositivo para la fabricación asistida por robot de un armazón de soporte para una instalación de transporte de personas

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3636604A (en) * 1970-02-11 1972-01-25 Robert M Gooder System for fabricating structural members
US4372350A (en) * 1979-08-03 1983-02-08 Evg Entwicklungs-Und-Verwertungs Gesellschaft Mbh Machine for the automatic production of welded lattice girders
WO1987005544A1 (fr) * 1986-03-20 1987-09-24 Guy Lafon Machine integree flexible, pour fabriquer automatiquement des armatures metalliques, notamment pour le beton arme
US4836436A (en) * 1987-08-17 1989-06-06 Gerald McDonald Method of manufacturing a fabricated open web steel joist
US5123587A (en) * 1991-06-11 1992-06-23 Owen Joist Corporation Method and apparatus for making steel joists
FR2836402A1 (fr) * 2002-02-22 2003-08-29 Usinor Procede de fabrication d'une structure plane en treillis tubulaire pour la realisation d'un element d'ossature de batiment et notamment d'une ferme ou d'une panne
WO2004020125A1 (en) * 2002-08-28 2004-03-11 Varco Pruden Technologies, Inc. Method of forming a joist assembly and a chord used in such joist assembly
WO2005021181A1 (de) * 2003-08-27 2005-03-10 Evg Entwicklungs- U. Verwertungs-Gesellschaft M.B.H. Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines gitterträgers
ES2264640A1 (es) * 2005-06-17 2007-01-01 Ferraplana, S.L. Equipo automatico para la fabricacion de armaduras metalicas.

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3636604A (en) * 1970-02-11 1972-01-25 Robert M Gooder System for fabricating structural members
US4372350A (en) * 1979-08-03 1983-02-08 Evg Entwicklungs-Und-Verwertungs Gesellschaft Mbh Machine for the automatic production of welded lattice girders
WO1987005544A1 (fr) * 1986-03-20 1987-09-24 Guy Lafon Machine integree flexible, pour fabriquer automatiquement des armatures metalliques, notamment pour le beton arme
US4836436A (en) * 1987-08-17 1989-06-06 Gerald McDonald Method of manufacturing a fabricated open web steel joist
US5123587A (en) * 1991-06-11 1992-06-23 Owen Joist Corporation Method and apparatus for making steel joists
FR2836402A1 (fr) * 2002-02-22 2003-08-29 Usinor Procede de fabrication d'une structure plane en treillis tubulaire pour la realisation d'un element d'ossature de batiment et notamment d'une ferme ou d'une panne
WO2004020125A1 (en) * 2002-08-28 2004-03-11 Varco Pruden Technologies, Inc. Method of forming a joist assembly and a chord used in such joist assembly
WO2005021181A1 (de) * 2003-08-27 2005-03-10 Evg Entwicklungs- U. Verwertungs-Gesellschaft M.B.H. Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines gitterträgers
ES2264640A1 (es) * 2005-06-17 2007-01-01 Ferraplana, S.L. Equipo automatico para la fabricacion de armaduras metalicas.

Also Published As

Publication number Publication date
AR079368A1 (es) 2012-01-18
US20120297598A1 (en) 2012-11-29
ES2361869B1 (es) 2012-04-04
EP2511441A1 (en) 2012-10-17
WO2011070202A4 (es) 2011-08-18
ES2361869A1 (es) 2011-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106457490B (zh) 塔架分段生产过程
ES2709678T3 (es) Gato y sistema de gatos
WO2011070202A1 (es) Planta y procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras de celosía
ES2396670T3 (es) Disposición y método de transporte para segmento de torre de turbina eólica
US9751730B2 (en) Crane, in particularly overhead crane or gantry crane, comprising at least two crane girders
EP1553244A1 (en) Scaffolding device for work on inner wall face of tower vessel body, and method of work on inner wall face using the scaffolding device
ES2873404T3 (es) Vehículo autónomo, tal como un vehículo guiado automatizado o un robot móvil autónomo
ES2361868B1 (es) Equipo y procedimiento para la fabricación automatizada de estructuras tubulares.
ES2387662A1 (es) Instalación para ensamblado de estructuras de materiales compuestos.
ES2203170T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de pletinas soldadas.
CN102837120B (zh) 移动式co2焊接挡风篷
CN206010190U (zh) 冷凝器中盘管的自动焊接系统
CN201292511Y (zh) 修复立交桥高墩柱的竖直升降台
ES2467148T3 (es) Procedimiento para la fabricación de un tubo soldado longitudinalmente de una chapa de metal con un chaflán distanciado de cantos longitudinales; tubo de metal fabricado de esta manera
CN105666434B (zh) 一种舵叶托盘工装
CN105136825A (zh) 一种组合式移动拍片平台装置
CN204735829U (zh) 一种分离器封头环缝焊接工作站
CN110847687A (zh) 一种锥形直排烟囱的快速安装方法
CN221582602U (zh) 大型翻转机构
CN217233516U (zh) 一种隧道导洞支护施工作业平台
CN220150994U (zh) 一种大跨度钢结构箱体的对接装置
CN109848619A (zh) Phc桩自动焊接装置及其使用方法
CN203939515U (zh) 一种方形隧道壳体快速搭建工装结构
EP2535474A1 (en) A method for manufacturing a spatial trusslike module and a spatial trusslike module
NL2033820B1 (en) Method for constructing a latticed truss structure

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10835525

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010835525

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13514586

Country of ref document: US