WO2012087100A1 - Sistema para perforar alas de perfiles estructurales largos - Google Patents

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René Javier HINOJOSA GARZA
Roberto GUEVARA ÁVILA
Eduardo RIVAS VELÁZQUEZ
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Metalsa, S. A. De C. V.
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    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/02—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed
    • B26F1/04—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed with selectively-operable punches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/243—Perforating, i.e. punching holes in profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/01—Means for holding or positioning work
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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
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    • B26F1/02—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed
    • B26F1/14—Punching tools; Punching dies

Definitions

  • the present invention relates generally to perforation systems of structural profiles, more particularly it refers to a system for drilling wings of a long structural profile formed of at least two wings and one soul, where the Structural profile advances in its longitudinal direction exposing its wings to a horizontal action drilling tool.
  • Said pincer is driven by an endless screw which is controlled by a computerized numerical control to have precise control of the distance traveled by the profile in said X (longitudinal) direction, which is necessary to locate the point of the profile wing that it will be drilled, said point is positioned between a male punch and a female die, which are aligned, said punch is driven by a hydraulic piston which in turn is also controlled by a numerical computer.
  • Said male punch and female die are located in a press structure to which the hydraulic piston also belongs, in said press structure it is possible to locate one or more punches and dies, each pair with its respective hydraulic piston.
  • the drilling press of the left side has a simpler design since the left wing of the profile It will always be aligned with that press.
  • the right side press has a more complex design since it will have the function of adjusting to the different separation distances between the wings, this for profiles of different sizes.
  • the press has eight sizes of perforations on each side, where the locations of the center line of each punch and its matrix vary with the size of the diameter of the hole they produce, this in order to make holes closer to the soul of the profile.
  • the correct location of the point to be drilled in the X (longitudinal) direction is controlled by the aforementioned tongs
  • the correct location of the point to be drilled in the Z (vertical) direction is controlled by the movement of the press structure by means of a servo motor, which It is numerically controlled by a computer.
  • the present invention aims to provide a system for piercing the wings of a long structural profile formed of at least two wings and one core, where the structural profile advances in its longitudinal direction by exposing its wings to a horizontal action drilling tool, the system is formed by at least one pliers to hold and pull the structural profile at one end to make it pass through the drilling tool, such that the pliers have a controlled displacement in the same direction of advance of the structural profile; and wherein the perforation tooling comprises a base structure that supports a first plurality of male punches and a second plurality of male punches placed opposite and in a horizontal position, where the male punches are joint or independent action and both the first and second plurality of punches has a vertical displacement; an upper structure that supports a plurality of female perforating dies that are aligned in the same direction of advance of the structural profile, where the drilling tool has a transverse displacement relative to the direction of advance of the profile structural that combined with the displacement of the structural profile allows drilling any part of the soul surface of the structural
  • Figure 1 shows a front view of the system for drilling the wings of a structural profile according to the invention.
  • Figure 2 shows a top view of the system for piercing the wings of a structural profile according to the invention.
  • Figure 3 shows a bottom perspective view of the system for drilling the wings of a structural profile according to the invention.
  • Figure 4 shows a front view of the detail of the system for drilling the wings of a structural profile according to the invention.
  • Figure 5 shows a front view of the detail of the actuator of the system for piercing the wings of a structural profile according to the invention.
  • Figure 6 shows a top perspective view of the system for drilling the wings of a structural profile according to the invention.
  • the objective of this system is to make the necessary holes on the wings of a structural profile in a single station, to avoid variation in the location of the holes drilled in both the right wing and the left wing. .
  • Figure 1 and Figure 2 show a front view and a top view respectively of a system for drilling the wings of a structural profile, where a profile 2 enters a horizontal action drilling tool 1, in the X direction ( longitudinal).
  • the structural profile has a cross section in the form of U, C, I.
  • each side of the structural profile 2 there is a base that supports a plurality of punches 7 for the perforations of the right wing and another plurality of punches 7 for the perforations of the left wing.
  • said plurality of punches 8 and the plurality of matrices 9 are found, said plurality of punches 8 is aligned with the plurality of matrices 9, said plurality of punches 8 are of measures different.
  • the correct punch measurement is actuated by the support block 10, the punch holder 11 and the slide 12.
  • Said slide 12 is mounted between two guides 15 that allows its movement, in such a way the punch holder 11 is supported by support block 10, said support block 10 provides sufficient force to the punch 8 to perform the perforation of the profile wing 2, since the punch 11 on the opposite side does not have support of the support block 10, no hole can be made in the opposite wing.
  • said main structure 5 is capable of moving in the Z (vertical) direction, this by means of said set of four ball screws 16 that provide precision displacement and the nitrogen cylinders 17 which they support the weight of the structural profile 2, said ball screws 16 are uniformly distributed, said nitrogen cylinders 17 are uniformly distributed.
  • a support table 22 is shown at the entrance of the horizontal action drilling tool 1, a support table 22 ' at the exit of the system for drilling the wings of a structural profile 1, a pincer 23, a servomotor 24 and an auger 25 , said support table 22 and said support table 22 'have a plurality of rollers (not shown), said plurality of rollers are placed in a position transverse to the table such that the structural profile 2 moves on said rollers, thus avoiding excessive frictional forces of the support table 22 and 22 ' with the structural profile 2.
  • the horizontal action drilling tool 1 includes at least one pair of stop guides (not shown) at its inlet and outlet which are positioned so opposite to avoid transverse displacement of structural profile 2 during its advance through said drilling tool.
  • Said structural profile 2 is supported by the support table 22 at the entrance and by said support table 22 ' at the exit of the horizontal action drilling tool 1, at the entrance of the system for piercing the wings of a structural profile 1 is said pincer 23 which is responsible for fastening to the structural profile 2.
  • Said pincer 23 is mounted on said worm 25, said worm 25 is activated by the servomotor 24, said servomotor 24 is controlled by a computerized numerical controller, said pincer 23 provides controlled movement in the X (longitudinal) direction to the structural profile 2.
  • a view in is shown in Figure 3. bottom perspective of the system for drilling the wings of a structural profile where the detail of the support block 10, the punch holder 11, the pneumatic piston 13, the hydraulic piston 14, the slide 12 is shown.
  • Figure 4 shows a front view of the detail of the horizontal action drilling tool 1 in which the detail of the joint position of four pneumatic pistons 18 and the assembly of eight pneumatic pistons 20, the plurality of punches 8 can be seen , the plurality of dies 9 and the punch holder 11.
  • Figure 5 shows a front view of the detail of the actuator of the horizontal action drilling tool 1, in which a set of four fixing devices 19 and a releasing device 21 can be seen.
  • the base set for dies 6 is provided with the set four hydraulic pistons 18, which assist in the support of the structural profile 2, such that when the set of fixing devices 19 is activated, they keep the structural profile 2 in a fixed position in order to ensure the correct position of the hole to be drilled.

Abstract

Un sistema para perforar alas de un perfil estructural largo que avanza longitudinalmente exponiendo sus alas a un herramental de perforado de acción horizontal, el sistema está formado por al menos una tenaza para sujetar y jalar al perfil por un extremo; y en donde el herramental de perforado comprende una estructura base que soporta una primera pluralidad de punzones macho y una segunda pluralidad de punzones machos colocados de manera opuesta y en posición horizontal y donde tanto la primera y segunda pluralidad de punzones tiene un desplazamiento vertical; y una estructura superior que soporta una pluralidad de matrices perforadoras hembras alineadas en la misma dirección de avance del perfil estructural, en donde el herramental de perforado tiene un desplazamiento que permite perforar cualquier parte de la superficie de las alas del perfil estructural.

Description

SISTEMA PARA PERFORAR ALAS DE PERFILES ESTRUCTURALES LARGOS
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en lo general a sistemas de perforado de perfiles estructurales, de manera más particular se refiere a un sistema para perforar alas de un perfil estructural largo formado de al menos dos alas y una alma, donde el perfil estructural avanza en su dirección longitudinal exponiendo sus alas a un herramental de perforado de acción horizontal.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Én el estudio del arte previo existe un sistema para perforar las alas de un perfil estructural en el cual es necesario controlar la posición del perfil tanto en la dirección X (longitudinal) y dirección Z (vertical), en dicho sistema, el perfil es alimentado en dirección longitudinal haciendo uso de una cama de rodillos por la cual el perfil es desplazado longitudinalmente hasta que llega a una estación donde el perfil es aprisionado y jalado por un una tenaza.
Dicha tenaza es accionada por un tornillo sin fin el cual es controlado mediante un control numérico computarizado para tener preciso control de la distancia recorrida por el perfil en dicha dirección X (longitudinal), lo cual es necesario para localizar el punto del ala del perfil que será perforado, dicho punto es posicionado entre un punzón macho y una matriz hembra, los cuales se encuentran alineados, dicho punzón es accionado mediante un pistón hidráulico el cual a su vez también es controlado por un ordenador numérico. Dicho punzón macho y matriz hembra se encuentran localizados en una estructura de prensa a la que el pistón hidráulico también pertenece, en dicha estructura de prensa es posible localizar uno o más punzones y matrices, cada par con su respectivo pistón hidráulico.
Para la operación de la perforación de agujeros en el ala del lado derecho existe una prensa y para la perforación de agujeros en la ala izquierda existe otra prensa, la aprensa de perforado del lado izquierdo tiene un diseño más simple ya que la ala izquierda del perfil siempre estará alineada con dicha prensa.
La prensa del lado derecho presenta un diseño más complejo ya que esta tendrá la función de ajustarse a las diferentes distancias de separación que existen entre las alas, esto para perfiles de diferentes medidas. La prensa tiene ocho tamaños de perforaciones en cada lado, en donde las ubicaciones de la línea de centros de cada punzón y su matriz varían con el tamaño del diámetro del agujero que estos producen, esto con el fin de realizar agujeros más cercanos al alma del perfil. La localización correcta del punto a perforar en dirección X (longitudinal) es controlado por las ya comentadas tenazas, la localización correcta del punto a perforara en dirección Z (vertical) es controlada mediante el movimiento de la estructura de prensa mediante un servomotor, el cual es controlado numéricamente por un ordenador.
Existe una distancia entre la prensa por donde pasa el ala del perfil, cuando estas se encuentra en la posición Z (vertical) adecuada, un pistón es activado y la prensa comienza a cerrarse, cuando ambos lados de la estructura de prensa contactan con el ala del perfil, el punzón es empujado contra la matriz hembra realizando así la perforación.
Debido a que las perforaciones de cada una de las alas del perfil estructural se realizan en estaciones distintas existe una variación en la localización de los agujeros realizados en la ala derecha con respecto con los realizados en el ala izquierda.
Dicha variación de localización genera problemas en los ensambles subsecuentes.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene por objeto proporcionar un sistema para perforar las alas de un perfil estructural largo formado de al menos dos alas y una alma, donde el perfil estructural avanza en su dirección longitudinal exponiendo sus alas a un herramental de perforado de acción horizontal, el sistema está formado por al menos una tenaza para sujetar y jalar el perfil estructural por un extremo para hacerlo pasar a través del herramental de perforado, tal que la tenaza tiene un desplazamiento controlado en la misma dirección de avance del perfil estructural; y en donde el herramental de perforado comprende una estructura base que soporta una primera pluralidad de punzones macho y una segunda pluralidad de punzones machos colocados de manera opuesta y en posición horizontal, en donde los punzones machos son de acción conjunta o independiente y tanto la primera y segunda pluralidad de punzones tiene un desplazamiento vertical; una estructura superior que soporta una pluralidad de matrices perforadoras hembras que están alineadas en la misma dirección de avance del perfil estructural, en donde el herramental de perforado tiene una desplazamiento transversal respecto de la dirección de avance del perfil estructural que combinado con el desplazamiento del perfil estructural permite perforar cualquier parte de la superficie del alma del perfil estructural.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS
Los detalles característicos de la invención se describen en los siguientes párrafos en conjunto con las figuras que lo acompañan, los cuales son con el propósito de definir al invento pero sin limitar el alcance de éste.
La Figura 1 muestra una vista frontal del sistema para perforar las alas de un perfil estructural de acuerdo a la invención.
La Figura 2 muestra una vista superior del sistema para perforar las alas de un perfil estructural de acuerdo a la invención.
La Figura 3 muestra una vista en perspectiva inferior del sistema para perforar las alas de un perfil estructural de acuerdo a la invención. La Figura 4 muestra una vista frontal del detalle del sistema para perforar las alas de un perfil estructural de acuerdo a la invención.
La Figura 5 muestra una vista frontal del detalle del actuador del sistema para perforar las alas de un perfil estructural de acuerdo a la invención.
La Figura 6 muestra una vista en perspectiva superior del sistema para perforar las alas de un perfil estructural de acuerdo a la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El objetivo de este sistema es realizar los agujeros necesarios sobre las alas de un perfil estructural en una sola estación, para evitar variación en la localización de los agujeros perforados tanto en el ala derecha como en el ala izquierda. .
En la Figura 1 y en la Figura 2 se muestra una vista frontal y una vista superior respectivamente de un sistema para perforar las alas de un perfil estructural, donde un perfil 2 entra en un herramental de perforado de acción horizontal 1, en dirección X (longitudinal). El perfil estructural tiene una sección transversal en forma de U, C, I.
Se muestra una cremallera 3, una corredera 4, una estructura principal 5, un conjunto de base para matrices 6, una base que soporta una pluralidad de punzones 7, una base que soporta una pluralidad de punzones 7 ', una pluralidad de punzones 8, una pluralidad de matrices 9, un bloque de soporte 10, una pluralidad de soportes para punzones 11, un par de correderas 12 y 12 ' , un pistón neumático 13, un pistón hidráulico 14, un pistón hidráulico 14 ' , un par de guías 15 y 15 ' , un conjunto de cuatro tornillos bola 16, un conjunto de cuatro cilindros de nitrógeno 17, un conjunto de cuatro pistones hidráulicos 18, un conjunto de ocho pistones neumáticos 20.
Con el objetivo de realizar la operación de perforación se tiene en cada lado del perfil estructural 2, una base que soporta una pluralidad de punzones 7 para las perforaciones del ala derecha y otra pluralidad de punzones 7 para las perforaciones del ala izquierda.
En dicha pluralidad de punzones 7, se encuentran la pluralidad de punzones 8 y la pluralidad de matrices 9, dicha pluralidad de punzones 8 se encuentra alineada con la pluralidad de matrices 9, dicha pluralidad de punzones 8 son de medidas diferentes.
Cuando cierta medida es requerida de la pluralidad de punzones 8, la medida correcta de punzón es accionado por el bloque de soporte 10 el soporte para punzón 11 y la corredera 12.
Entonces la pluralidad de punzones 7 relativa al ala correspondiente es activado mediante el empuje de la corredera 12, dicha corredera 12 es activada por el pistón hidráulico 14.
Dicha corredera 12 está montada entre dos guías 15 que permite su movimiento, de tal manera el soporte para punzón 11 esta soportado por bloque de soporte 10, dicho bloque de soporte 10 provee de fuerza suficiente al punzón 8 para realizar la perforación del ala del perfil 2, dado que el punzón 11 del lado contrario no cuenta con soporte del bloque de soporte 10, no puede realizar agujero alguno en el ala contraria.
Para la localización de un punto sobre el ala del perfil estructural 2 que ha de ser perforado se requiere el control de dos movimientos, uno en dirección X (longitudinal) y otro en dirección Z (vertical).
Cuando un desplazamiento en la dirección Z (vertical) es requerido, dicha estructura principal 5 es capaz de moverse en dirección Z (vertical), esto mediante el dicho conjunto de cuatro tornillos bola 16 que proporcionan desplazamiento de precisión y los cilindros de nitrógeno 17 que sostienen el peso del perfil estructural 2, dichos tornillos bola 16 se encuentran distribuidos uniformemente, dichos cilindros de nitrógeno 17 están distribuidos uniformemente. Es mostrada una mesa soporte 22 a la entrada del herramental de perforado de acción horizontal 1, una mesa soporte 22 ' a la salida del sistema para perforar las alas de un perfil estructural 1, una tenaza 23, un servomotor 24 y un tornillo sinfín 25, dicha mesa soporte 22 y dicha mesa soporte 22 ' cuentan con una pluralidad de rodillos (no mostrados), dicha pluralidad de rodillos se encuentran colocados en una posición transversal a la mesa de tal modo que el perfil estructural 2 se desplace sobre dichos rodillos, evitando así excesivas fuerzas de fricción de la mesa soporte 22 y 22 ' con el perfil estructural 2. El herramental de perforado de acción horizontal 1 incluye al menos un par de guías tope (no mostradas) a su entrada y salida que están colocados de manera opuesta para evitar el desplazamiento transversal del perfil estructural 2 durante su avance por dicho herramental de perforado. Dicho perfil estructural 2 es soportado por la mesa soporte 22 en la entrada y por dicha mesa soporte 22 ' en la salida del herramental de perforado de acción horizontal 1, en la entrada del sistema para perforar las alas de un perfil estructural 1 se encuentra dicha tenaza 23 que se encarga de sujetar al perfil estructural 2. Dicha tenaza 23 está montada sobre dicho tornillo sin fin 25, dicho tornillo sin fin 25 es activado por el servomotor 24, dicho servomotor 24 es controlado por un controlador numérico computarizado, dicha tenaza 23 provee movimiento controlado en dirección X (longitudinal) al perfil estructural 2. En la Figura 3 se muestra una vista en. perspectiva inferior del sistema para perforar las alas de un perfil estructural en donde es mostrado el detalle del bloque de soporte 10, el soporte para punzón 11, el pistón neumático 13, el pistón hidráulico 14, la corredera 12. En la Figura 4 se muestra una vista frontal del detalle del herramental de perforado de acción horizontal 1 en el cual puede verse el detalle de la posición conjunto de cuatro pistones neumáticos 18 y el conjunto de de ocho pistones neumáticos 20, la pluralidad de punzones 8, la pluralidad de matrices 9 y el soporte para punzón 11.
En la Figura 5 muestra una vista frontal del detalle del actuador del herramental de perforado de acción horizontal 1, en el cual puede verse un conjunto de cuatro dispositivos de fijación 19 y un dispositivo liberador 21.
El conjunto de base para matrices 6 es provisto con el conjunto cuatro pistones hidráulicos 18, los cuales asisten en el sostenimiento del perfil estructural 2, de tal manera que cuando se activa el conjunto de dispositivos de fijación 19, mantienen al perfil estructural 2 en una posición fija con el fin de asegurara la correcta posición del agujero que ha de ser perforado. A demás se cuenta con un conjunto de ocho pistones neumáticos 20 que activan al dispositivo liberador 21, el cual se mueve hacia abajo después de la perforación del perfil estructural 2. En tanto que la invención se ha divulgado y descrito con referencia a un número limitado de modalidades, será aparente que pueden hacerse variaciones y modificaciones a la misma sin apartarse del espíritu y alcance de la invención y pueden ocurrírsele otras modificaciones a aquellos expertos en la técnica. Por lo tanto, las siguientes reivindicaciones pretenden cubrir las modificaciones, variaciones y equivalentes de la misma.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un sistema para perforar las alas de un perfil estructural largo formado de al menos dos alas y una alma, donde el perfil estructural avanza en su dirección Iongitudinai exponiendo sus alas a un herramental de perforado de acción horizontal, caracterizado porque comprende:
al menos una tenaza para sujetar y jalar a dicho perfil estructural por un extremo para hacerlo pasar a través de dicho herramental de perforado, en donde dicha tenaza tiene un desplazamiento controlado en la rrusma dirección de avance de dicho perfil estructural; y
en donde dicho herramental de perforado comprende:
una estructura base que soporta una primera pluralidad de punzones macho y una segunda pluralidad de punzones machos colocados de manera opuesta y en posición horizontal, en donde dichos punzones machos son de acción conjunta o independiente, y tanto la primera y segunda pluralidad de punzones tiene un desplazamiento vertical;
una estructura superior que soporta una pluralidad de matrices perforadoras hembras que están alineadas en la misma dirección de avance del perfil estructural, en donde dicho herramental de perforado tiene una desplazamiento' transversal respecto de la dirección tíe avance de dicho perfil estructural que combinado con el desplazamiento del perfil estructural permite perforar cualquier parte de la superficie de las alas del perfil estructural.
2. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho perfil estructural tiene una sección transversal en forma de U, C, I.
3. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque además dicho herramental de perforado incluye al menos un par de guías tope a su entrada y salida que están colocados de manera opuesta para evitar el desplazamiento transversal del perfil estructural durante su avance por dicho herramental de perforado.
4. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha tenaza está montada sobre un tornillo sinfín accionado por un motor que le provee a la tenaza el desplazamiento controlado, en donde dicho tonillo sinfín está fijo y colocado de manera paralela al avance del perfil estructural.
5. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha estructura base incluye una pluralidad de bloques de soporte accionados cada uno por un pistón que permite mantener a cada punzón macho en su posición de perforado.
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