ES2205390T3 - Maquina de conformacion por estirado. - Google Patents

Abstract

SE PRESENTA UNA MAQUINA DE FORMACION MEDIANTE ESTIRAMIENTO DEL TIPO EN LAS QUE UN PAR DE MORDAZAS CURVADORAS OPUESTAS (24, 25) AGARRAN LOS EXTREMOS OPUESTOS DE UNA PLANCHA DE METAL QUE ADOPTARA UNA CONFIGURACION COMBADA MEDIANTE ESTIRAMIENTO. CADA UNA DE LAS MORDAZAS (24, 25) ESTAN FORMADAS DE UN CONJUNTO DE DISPOSITIVOS DE AGARRE ADYACENTES MOVILES UNO CON RELACION A LOS OTROS MEDIANTE RESPECTIVOS CILINDROS HIDRAULICOS PARA DEFINIR UNA PARTE DE LA CURVA DE LA MORDAZA. LA MEJORA EN LA MAQUINA DE FORMACION POR ESTIRAMIENTO QUE ES EL SUJETO DE ESTA INVENCION COMPRENDE UN MEDIO DE SERVOCONTROL DE CIRCUITO CERRADO PARA MOVER CADA UNO DE LOS DISPOSITIVOS DE AGARRE A UNA POSICION PREDETERMINADA CON RELACION A LOS OTROS. CADA UNO DE LOS MEDIOS DE SERVOCONTROL COMPRENDE UN CONTROLADOR DE LA POSICION DEL CILINDRO HIDRAULICO SOPORTADO POR EL CILINDRO HIDRAULICO DE UN DISPOSITIVO DE AGARRE PARA CONTROLAR EL FLUJO DEL FLUIDO HIDRAULICO HACIA EL CILINDRO HIDRAULICO EN RESPUESTA A DATOS ALMACENADOS QUE REPRESENTAN LA POSICION PREDETERMINADA, DESEADA DE UNO DE LOS DISPOSITIVOS DE AGARRE. SE SUMINISTRA UN MOTOR PARA ACCIONAR EL CONTROLADOR DE POSICION EN RESPUESTA A LOS DATOS RECIBIDOS POR EL CONTROLADOR DE POSICION PARA MOVER EL CILINDRO HIDRAULICO. UN MEDIO DE REALIMENTACION DE LA POSICION DE LOS CILINDROS HIDRAULICOS SE SITUA EN EL CILINDRO HIDRAULICO PARA DETECTAR LA POSICION DEL CILINDRO HIDRAULICO Y COMUNICAR UNA SEÑAL QUE REPRESENTA LA POSICION DEL CILINDRO HIDRAULICO AL CONTROLADOR DE POSICION.

Description

Máquina de conformación por estirado.

Esta invención trata de máquinas de conformación por estirado de acuerdo con el preámbulo de la Reivindicación 1 (véase por ejemplo US-A-3 595 057) y más en particular, a máquinas de conformación por estirado de ciclo cerrado servo-controladas del tipo que tienen dos mordazas de sujeción opuestas. Aunque la expresión "conformación por estirado" se usa en esta aplicación, la intención de la invención es tener aplicación a cualquier tipo de máquina de conformación de metal en la que las mordazas están compuestas de un número de garras adyacentes que se pueden curvar colectivamente de manera que se ajusten más precisamente a la forma que se le va a impartir al metal.

Las mordazas de sujeción están formadas por una serie de garras articuladas que se mueven cada una en relación con las demás de manera que forman colectivamente curvas cóncavas, convexas o en forma ondulada. Estas mordazas opuestas se usan para agarrar los extremos opuestos de una lámina de metal mientras la lámina se estira hasta su estado de fluencia y mientras está en ese estado se conforma sobre una matriz. Cada una de las garras se acciona contra un tope mecánico o eléctrico mediante cilindros hidráulicos, de manera que la lámina agarrada puede ser cargada plana, y a continuación forzada a adoptar un contorno aproximado a la forma de la superficie curvada de la matriz. Así, el uso de mordazas curvadas en una máquina de conformación por estirado ahorra material que sería desperdiciado por la transición desde las aberturas de las mordazas rectas hasta las superficies de la matriz curvada.

Para láminas delgadas, las mordazas curvadas pueden aplicar una acción de conformación secundaria significativa cuando conforman partes tales como piezas del fuselaje de un avión mediante el "enfundado" de la pieza sobre la matriz mientras está en el estado de fluencia, antes de la acción de deformación longitudinal final.

Cada una de las garras se controla mediante un cilindro hidráulico y el movimiento acumulado, colectivo, de los cilindros hidráulicos de garras adyacentes define la curva de la mordaza.

Se han controlado hasta ahora diversas funciones de tal máquina de conformación por estirado mediante diversos tipos de dispositivos de control servo-retroalimentados. Sin embargo, en la técnica anterior las máquinas de conformación por estirado con mordazas de curvado, la carrera de los cilindros hidráulicos de cada una de las garras necesita ser ajustada mecánicamente, y fijada por un técnico de ajuste experimentado. Tal ajuste mecánico presenta desventajas por diversas razones.

En primer lugar, el ajuste mecánico, manual, consume tiempo y está sujeto al ajuste por tanteos y reajuste. En segundo lugar, se compromete la seguridad hasta el extremo de que requiere que el técnico trabaje muy próximo a maquinaria pesada y presiones hidráulicas altas. En tercer lugar, puede producirse un desajuste progresivo durante la operación de la máquina, que requiere tiempo improductivo para ser corregido. En cuarto lugar, puede pasar desapercibido un ajuste incorrecto, con el resultado de pérdida de tiempo y material.

Por estas razones, es deseable el servo-control de las garras para conseguir un ajuste de la máquina más preciso y rápido, para conseguir mayor seguridad para los técnicos de la máquina, y para conseguir un control retroalimentado constante en base a las posiciones actuales de garra y mordaza durante la operación actual de la máquina.

De acuerdo a un aspecto de esta invención, se proporciona una máquina de conformación por estirado del tipo que comprende un par de mordazas de curvado puestas para sujetar los extremos opuestos de una lámina de metal para ser conformada por estirado en una configuración curva, estando cada una de dichas mordazas formada por una serie de garras adyacentes que se mueven una con respecto a la otra mediante cilindros hidráulicos respectivos, para definir una parte de la curva de la mordaza, caracterizada por unos medios de servo-control de ciclo cerrado para mover cada una de dichas garras hasta una posición predeterminada cada una en relación con las otras, comprendiendo cada uno de dichos medios de servo-control:

(a) un controlador de posición del cilindro hidráulico, llevado por el cilindro hidráulico de dicha garra para controlar el flujo de fluido hidráulico de dicho cilindro hidráulico en respuesta a datos almacenados que representan la posición predeterminada deseada de una de las garras;

(b) medios accionadores para accionar dicho controlador de posición en respuesta a los datos recibidos de dicho controlador de posición, para mover dicho cilindro hidráulico, y

(c) medios de retroalimentación de la posición del cilindro hidráulico, colocados en dicho cilindro hidráulico para detectar la posición del cilindro hidráulico y comunicar una señal que representa la posición del cilindro hidráulico a dicho controlador de posición.

Es una ventaja de la invención el que proporciona servo-control para las mordazas de una máquina de conformación por estirado con mordazas de curvado.

Es otra ventaja de la invención el que proporciona servo-control individual para cada una de las garras que forman colectivamente una mordaza de curvado de una máquina de conformación por estirado.

Es otra ventaja de la invención el que proporciona servo-control individual para cada una de las garras que forman colectivamente una mordaza de curvado de una máquina de conformación por estirado durante el ajuste de la máquina y durante las operaciones de conformación del metal.

Es otra ventaja de la invención el que proporciona servo-control individual para cada una de las garras que forman colectivamente una mordaza de curvado, al objeto de proporcionar un ajuste de la máquina más rápido y preciso.

Es otra ventaja de la invención el que proporciona servo-control individual para cada una de las garras que forman colectivamente una mordaza de curvado, al objeto de proporcionar un entorno de trabajo más seguro para los técnicos y operarios de la máquina.

Es otra ventaja de la invención el que proporciona servo-control individual para cada una de las garras que forman colectivamente una mordaza de curvado, al objeto de proporcionar una conformación del metal más eficiente y precisa.

Estas y otras ventajas de la invención presente se proporcionan en las realizaciones preferidas descritas más abajo, mediante la provisión de una máquina de conformación por estirado del tipo en el que un par de mordazas de curvado opuestas agarran los extremos opuestos de una lámina de metal que va a ser conformada por estirado en una configuración curvada. Cada una de las mordazas está formada por una serie de garras adyacentes que se mueven cada una en relación a la otra mediante cilindros hidráulicos respectivos, para definir una parte de la curva de la mordaza. La máquina de conformación por estirado incluye unos medios de servo-control de ciclo cerrado para mover cada una de las garras hasta una posición predeterminada en relación con la otra. En una realización preferida, cada uno de los medios de servo-control consta de un controlador de posición del cilindro hidráulico, llevado por el cilindro hidráulico de al menos una garra para controlar el flujo de fluido hidráulico al cilindro hidráulico en respuesta a los datos almacenados que representan la posición predeterminada deseada de una de las garras. Se dispone preferiblemente un motor para accionar el controlador de posición, en respuesta a los datos recibidos por el controlador de posición, para mover el cilindro hidráulico. Se colocan medios de retroalimentación de la posición del cilindro hidráulico en el cilindro hidráulico para detectar la posición del cilindro hidráulico y comunicar una señal, que representa la posición del cilindro hidráulico, al controlador de posición.

Los medios de servo-control son preferiblemente llevados en al menos una de las garras.

Preferiblemente, el controlador de posición comprende medios de circuito para sumar una señal que representa la posición predeterminada deseada de una de las garras y la señal que representa la posición del cilindro hidráulico, al controlador de posición, y proporcionar una señal de salida representativa de cualquier diferencia entre la posición deseada y la posición real del cilindro hidráulico, y medios de válvula que cooperan con los lados del vástago y cerrado del cilindro hidráulico para mover el cilindro hidráulico mediante el flujo de fluido hidráulico.

Ahora se describirá una realización de la invención, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 es una vista en planta simplificada de una máquina de conformación por estirado con mordazas de curvado, del tipo en el que se utiliza la invención de la solicitud;

La Figura 2 es una vista lateral de la máquina de conformación por estirado mostrada en la Figura 1;

La Figura 3 es una vista trasera de la máquina de conformación por estirado mostrada en la Figura 1;

La Figura 4A es una vista en planta parcial, detallada, que, junto con la Figura 4B, muestra una mordaza de una máquina de conformación por estirado de acuerdo con una realización de la invención, con algunas partes ajenas a la invención omitidas para mayor claridad;

La Figura 4B es una vista en planta parcial, detallada, que, junto con la Figura 4A, muestra una mordaza de una máquina de conformación por estirado de acuerdo con una realización de la invención, con algunas partes ajenas a la invención omitidas para mayor claridad;

La Figura 5 es una vista lateral en sección transversal, de un sistema de servo-control para controlar la posición de curvado relativa entre dos garras adyacentes;

La Figura 6 es una vista extrema fragmentaria simplificada, de un lateral de una mordaza de curvado que muestra la magnitud de movimiento hacia arriba y hacia abajo de las garras de la mordaza;

La Figura 7 es un esquema hidráulico del sistema de servo-control de acuerdo con una realización de la invención; y

La Figura 8 es un esquema de los sistemas electrónico e hidráulico del sistema de servo-control de acuerdo con una realización de la invención.

Con referencia ahora concretamente a los dibujos, se muestra una máquina de conformación por estirado 10 de acuerdo con una realización de la invención, de forma simplificada, en las Figuras 1, 2 y 3. Como se muestra de manera general, la máquina de conformación por estirado 10 comprende un par de horquillas 12 y 13 que corren respectivamente sobre los raíles o vigas 15, 16 y que se accionan mediante los cilindros de carro 18, 19 y 20, 21, respectivamente. Las horquillas 12 y 13 llevan las mordazas 24, 25 respectivas, cada una de las cuales está montada para moverse en varios ejes.

La angulación de la mordaza (Figura 1) se consigue mediante el movimiento asimétrico de los cilindros de carro 18, 19 (mordaza 24) y los cilindros de carro 20, 21 (mordaza 25).

La oscilación de las mordazas 24 y 25 se consigue mediante los cilindros de oscilación 26, 27 (Figura 4B para la mordaza 24), llevados por las mismas mordazas 24, 25. La rotación de las mordazas se consigue mediante los pivotes de rotación 36, que interconectan las horquillas 12, 13 y las mordazas 24, 25 respectivas, y permiten la rotación de las mordazas 24, 25 alrededor de un eje horizontal longitudinal, en relación a las horquillas 12, 13, durante la carga y conformación de la lámina. La horquilla 12 está montada para pivotar arriba y abajo, mediante conjuntos de pivote horizontal transversal 33, 34, como se muestra mejor en la Figura 4B. La horquilla 13 está montada y opera de una manera idéntica.

Se aplica tensión a la lámina de metal retrayendo las mordazas 24, 25 en las horquillas 12, 13 por medio de los respectivos conjuntos de cilindros de tensión 37, 38.

Una mesa de matriz 40 posicionada centrada está montada sobre cilindros 42, 44, de la mesa de matriz para movimiento vertical. La conformación por estirado de una lámina de metal ocurre cuando la mesa de matriz 40 se mueve verticalmente hacia arriba, mediante los cilindros 42, 44, de la mesa de matriz y los conjuntos de cilindros de tensión 37 y 38 mantienen la lámina de metal en un estado de tensión. El movimiento vertical de los cilindros 42, 44 de la mesa de matriz hacen que a las horquillas 12, 13 pivoten alrededor de los conjuntos de pivote 31, 32 y 33, 34.

Una columna de guía 43 reacciona a toda carga lateral.

El movimiento asimétrico de los cilindros 42, 44, de la mesa de matriz y el movimiento asimétrico consecuente de la mesa de matriz 40, se absorben mediante la rotación de las mordazas 24, 25 alrededor de los pivotes de rotación 36, 36.

Se puede montar un conjunto de curvado por encima de la mesa de matriz 40, y para mover verticalmente una placa de curvado (no mostrada) hacia y desde el contacto de conformación con una matriz de conformación en la mesa de matriz 40, para realizar formas, tales como curvas reversas, que requerirían de otra manera una operación de conformación separada como, por ejemplo, conformación a martillo.

Como se muestra mejor en las Figuras 1 y 3, cada una de las mordazas 24 y 25 comprenden una fila o serie de garras adyacentes 50-61 en la que se cargan los extremos opuestos de la lámina que va a ser conformada. Como se muestra mejor en las Figuras 4B y 6, estas garras están interconectadas mediante pivotes, de tal manera que permiten el movimiento relativo entre garras adyacentes, y, así mismo, un movimiento acumulado que da lugar a una forma curvada de la fila de garras 50-61 que se extiende hacia arriba o hacia abajo.

Normalmente, las garras 50-61 están colocadas para la carga de la lámina en una configuración recta, y se mueven entonces hidráulicamente hasta una configuración curvada predeterminada compatible con la forma de la matriz sobre la cual la lámina será conformada por estirado. Los dispositivos de la técnica anterior utilizan topes mecánicos y otros dispositivos para limitar el movimiento de las garras, y así definir el grado y forma de la curva deseada.

De acuerdo con una realización preferida de la invención mostrada en la Figura 5, dos garras adyacentes 60 y 61 están montadas con un movimiento pivotante limitado relativo entre sí, por medio de un pasador de pivote 62. El movimiento está limitado por el ángulo de interferencia de los lados adyacentes 60A y 61A de las garras 60 y 61. En la explicación que sigue se entenderá que las garras adyacentes cooperan de la misma manera que se ha descrito más arriba en relación a las garras 60, 61. Así, la explicación se aplica a cada una de las parejas de garras de las garras 50-61.

La garra 60 lleva un apoyo de cojinete 64, en el cual está montado de manera pivotante un cilindro hidráulico 65, mediante un eje de soporte de cilindro 66. El vástago de émbolo 67 del cilindro hidráulico 65 se extiende sobre la garra adyacente 61, y está conectado de manera pivotante a la garra 61 mediante un pasador de horquilla 68, montado de manera pivotante en la base 69.

Así, el movimiento pivotante relativo entre sí de las garras 60 y 61 sucede mediante la extensión y retracción del vástago del émbolo 67 del cilindro hidráulico 65, a medida que se bombea fluido hidráulico a presión al cilindro hidráulico 65.

En referencia ahora a la Figura 7, se suministra fluido hidráulico al cilindro hidráulico 65 a través de un orificio 71 al lado del vástago del cilindro, y a un orificio 72 al lado cerrado o ciego. El fluido presurizado a través del orificio 71 retrae el vástago de émbolo 67 y el fluido a través del orificio 72 extiende el vástago de émbolo 67. Como se muestra en la Figura 5, la extensión del vástago de émbolo 67 mueve la garra 61 hacia abajo alrededor del pasador de pivote 62 en relación con la garra 60, y la retracción del vástago de émbolo 67 mueve la garra 61 hacia arriba alrededor del pasador de pivote 62. Véase la Figura 6. El movimiento de la garra 61 en el sentido de las agujas del reloj desde la posición mostrada en la Figura 5 da lugar a en un movimiento de curvado hacia abajo de la garra 61 en relación a la garra 60. El movimiento de las otras garras 50-59, de la misma manera, da lugar a en un movimiento acumulado que define una curva, como se muestra en la Figura 6.

En referencia de nuevo a la Figura 7, un controlador de posición de servo 75 dirige la presión procedente de la bomba hidráulica 76, que abre las válvulas antirretorno o de retención 78 y 79 accionadas por válvula auxiliar y permite el flujo de fluido hacia el orificio 71 o hacia el orificio 72. Cuando no se suministra presión desde la bomba 76, las válvulas antirretorno 78 y 79 están cerradas, y el cilindro hidráulico 65 está bloqueado en posición, y no se puede mover.

Las válvulas de alivio 81 y 82 protegen el cilindro hidráulico 65 contra sobrecargas abriendo los orificios 71 y 72 al tanque 85, cuando se detecta una condición de exceso de presión.

Como se muestra también en la Figura 7, y en más detalle en la Figura 8, el fluido hidráulico se dirige a los orificios 71 y 72 mediante la válvula de carrete hidráulico 90, interconectada al cilindro hidráulico 65 mediante un colector 92. Un accionador de actuación, como por ejemplo un motor de par 94, acciona la válvula 90 entre posiciones operativas. Una señal de mando de la fuente de memoria 95 representa una posición deseada del cilindro hidráulico 65, y la señal se transmite a un controlador electrónico 96, que incluye un circuito sumador 97, a la válvula de carrete 90, que envía una señal de salida al motor 94. El motor 94 mueve la válvula de carrete 90 hacia la posición deseada a medida que la bomba 76 introduce fluido hidráulico a través del orificio 71 o bien a través del orificio 72, según se requiera. A medida que el vástago del émbolo 67 se mueve, su posición es detectada por el sensor de retroalimentación 98, que envía una señal de salida al circuito sumador 97. Una señal diferencial de salida del circuito sumador 97 hacia el controlador 96 controla el movimiento de la válvula de carrete 90, que a su vez controla el flujo de fluido hidráulico relativo a los orificios 71 y 72. Cuando la señal de mando es anulada por la señal de salida del sensor de retroalimentación 98, la salida de la bomba 76 está equilibrada, el motor 94 deja de mover la válvula de carrete 90, y así se detiene el movimiento del cilindro hidráulico 65, y las garras 60 y 61 quedan bloqueadas en su posición correcta relativa entre sí mediante las válvulas antirretorno 78 y 79. De esta manera, la función del servo es un "ciclo cerrado".

El dispositivo de servo descrito más arriba está duplicado para cada una de las garras en cada una de las mordazas 24 y 25 de la máquina de conformación por estirado 10.

Una señal de salida de estado 100 proporciona información de retroalimentación actualizada a un operador o controlador principal (no mostrado) acerca de la presión, posición de la garra y demás. Una entrada de datos auxiliar 101 permite introducir funciones especiales tales como señales de "habilitar" y "deshabilitar", en el controlador electrónico 96. Una entrada de potencia 102 proporciona corriente al motor 94 y a las otras funciones alimentadas eléctricamente del sistema.

Se han descrito anteriormente medios de servo-control de ciclo cerrado para una máquina de conformación por estirado. Se pueden cambiar diferentes detalles de la invención sin apartarse de su alcance. Además, la descripción anterior se proporciona con el propósito solamente de ilustrar y no con el propósito de limitar el alcance de la invención, que está definido en las Reivindicaciones.

Claims (5)

1. Una máquina de conformación por estiramiento (10) del tipo que comprende un par de mordazas de curvado opuestas (24, 25) para sujetar los extremos opuestos de una lámina de metal que va a ser conformada por estirado en una configuración curvada, estando cada una de dichas mordazas (24, 25) formada de una fila de garras adyacentes (50-61) que se mueven relativamente entre sí mediante cilindros hidráulicos respectivos (65), para definir una parte de la curva de la mordaza, caracterizada por unos medios de servo-control de ciclo cerrado (75) para mover cada una de dichas mordazas (50-61) hasta una posición predeterminada una con relación a otra, en la que cada uno de dichos medios de servo-control comprende:

a) un controlador de posición (96) del cilindro hidráulico, llevado por el cilindro hidráulico (65) de dicha una garra (50-61), para controlar el flujo de fluido hidráulico a dicho cilindro hidráulico (65), en respuesta a datos almacenados que representan la posición predeterminada deseada de una de las garras;

b) medios accionadores (94) para accionar dicho controlador de posición (96) en respuesta a los datos recibidos por dicho controlador de posición (96), para mover dicho cilindro hidráulico (65); y

c) medios (98) de retroalimentación de la posición del cilindro hidráulico, situados en dicho cilindro hidráulico (65), para detectar la posición del cilindro hidráulico (65) y comunicar una señal que representa la posición del cilindro hidráulico (65) a dicho controlador de posición (96).

2. Una máquina de conformación por estiramiento de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizada por que dichos medios accionadores (94) comprenden un motor.

3. Una máquina de conformación por estiramiento de acuerdo con la Reivindicación 2, caracterizada por que dicho motor (94) incluye una válvula proporcional (90).

4. Una máquina de conformación por estiramiento de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, caracterizada por que dichos medios de servo-control (75) están soportados en una de dichas garras (50-61).

5. Una máquina de conformación por estiramiento de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, caracterizada por que dicho controlador de posición (96) comprende:

a) medios de circuito (97) para sumar una señal que representa la posición predeterminada deseada de una de las garras (50-61) y dicha señal que representa la posición del cilindro hidráulico (65), en dicho controlador de posición (96), y produce una señal de salida representativa de cualquier variación entre la posición deseada y la real de dicho cilindro hidráulico (65), y

b) medios de válvula (78, 79) que cooperan con los lados de vástago y lado ciego del cilindro hidráulico (65), para mover dicho cilindro hidráulico (65) mediante un flujo de fluido hidráulico.