ES2928996T3 - Planta automática para limpiar moldes para neumáticos - Google Patents
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Abstract
Una planta automática para la limpieza de moldes para neumáticos, en la que los moldes están constituidos por sectores (1) y carrillos (2), incluye un aparato (10) para limpieza interna de sectores (1) y carrillos (2) y un aparato (20) para limpieza externa de sectores (1) y mejillas (2). El aparato (10) para limpieza interna de sectores (1) y carrilleras (2) comprende medios de fijación (11) de sectores (1) y carrilleras (2) en posición estable de tratamiento, un dispositivo generador (12) de vibraciones ultrasónicas , medios emisores (13) para transmitir las vibraciones del dispositivo (12) al sector (1) o carrillo (2) tratado, de forma que se realice la limpieza de sectores (1) o carrillos (2) por sometimiento ellos a las vibraciones. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Planta automática para limpiar moldes para neumáticos
Campo técnico
La presente invención hace referencia a una planta automática para limpiar moldes para neumáticos.
Los neumáticos montados hoy en día en la mayoría de vehículos que circulan por las calles de todo el mundo, aunque diferentes en tipo, dimensiones, propiedades estructurales y constructivas, cumplen una amplia gama de capacidades y prestaciones para los fines más diversos y los vehículos para los que están previstos. Mantienen un diseño estructural clásico, pero hacen uso de la gran evolución tecnológica y en proyectos que ha ocurrido a lo largo de los años, así como de materiales concebidos cada vez más para el uso específico y, por lo tanto, más fiables y con mejores prestaciones.
La construcción de neumáticos prevé actualmente el uso de moldes específicos, hechos generalmente de aleaciones de aluminio o acero o de un material mezclado con aluminio y acero, en el interior de los que se colocan elementos a medida denominados “NEUMÁTICOS EN BRUTO”, que incluyen la carcasa, los cinturones, los flancos y la banda de rodadura de los neumáticos; esencialmente, esta última realiza la función de resistir las fuerzas de carga y retener la presión de inflado del neumático.
El Neumático en bruto se coloca entonces dentro de una prensa. Dentro de la prensa están instalados algunos dispositivos que contienen el molde, dividido en sectores y cajas de moldeo. Después de una serie de ciclos de vulcanización, el molde se debe limpiar de los residuos de vulcanización dejados por los neumáticos; por lo tanto, el molde se desmonta en sus componentes y se lleva al tratamiento de limpieza para permitir la siguiente reutilización. Durante la fase de limpieza, se requiere una acción precisa de mantenimiento y limpieza, que consiste en la retirada de los residuos y adherencias de goma vulcanizada que pueden permanecer en las pequeñas cavidades de las superficies conformadas del molde, que dan forma a la banda de rodadura. Además, es esencial liberar las válvulas de purga de aire, denominadas “purgas de muelle”, que están bloqueadas por la suciedad de la goma vulcanizada que se acumula en los cabezales de la aguja y por los humos que penetran en la válvula y que, por acumulación, bloquean posteriormente el muelle ubicado dentro de la misma válvula. El no retirar tales pequeños fragmentos produce defectos e imperfecciones en la superficie impresa del neumático, que son también capaces de generar problemas como un agarre imperfecto sobre la llanta, la no legibilidad de los caracteres alfanuméricos requeridos por ley, un pequeño debilitamiento y modificaciones de las características de resistencia mecánica y diseño, y defectos estéticos.
Antecedentes de la técnica
Según la tecnología conocida, esta retirada se sigue llevando a cabo por medios manuales, que consisten en herramientas mecánicas como, por ejemplo, puntas o dispositivos de taladrado delgados, accionados de igual forma manualmente, que proyectan chorros de materiales granulares como arena, chorreado de arena, hielo seco.
También están disponibles máquinas automáticas más modernas, que usan chorros de diversas sustancias similares, ubicados dentro de carcasas o en espacios cerrados herméticamente; son incluso capaces de orientarse por sí mismos automáticamente en todas las direcciones requeridas para limpiar completamente las partes del molde. La tecnología más común es la criogénica que usa hielo seco.
Otros sistemas utilizados comúnmente son el lavado químico por rociado, inmersión o ultrasonidos.
Todos los sistemas de limpieza anteriormente mencionados tienen tres desventajas principales: en primer lugar, tienen un impacto medioambiental significativo, ya que las tecnologías químicas implican la eliminación de líquidos residuales peligrosos; el uso de materiales granulares conlleva igualmente la eliminación de arena residual, mientras que el uso de hielo seco es caro y produce un ruido muy alto durante el proceso.
Además, dichos sistemas implican altos costes debido a la compra de arena y productos químicos para el lavado, la eliminación de residuos líquidos y/o sólidos, el mantenimiento de plantas; por último, pueden producir desgaste y corrosión en las partes (sectores y cajas de moldeo) de los moldes y, por consiguiente, posibles daños a las superficies metálicas de impresión y defectos en los neumáticos producidos.
Además, considerando el alto número de válvulas de “purga de muelle” en cada sector, del orden de cientos, el procedimiento de control lleva mucho tiempo al operario, para verificar el estado de cada válvula.
El documento de patente WO 2016/163960 A1 describe las propiedades del preámbulo de la reivindicación independiente 1.
Descripción de la invención
Por lo tanto, el propósito de la presente invención es reducir los límites y eliminar los inconvenientes anteriormente mencionados.
La invención, como está caracterizada por las reivindicaciones, consigue el propósito mediante una planta automática que, a través de una programación flexible para cada clase de molde, define la limpieza interior y exterior óptima para la reutilización, sin producir desgaste y defectos que pueden comprometer la futura funcionalidad. El beneficio principal que se obtiene a través de la presente invención es mantener esencialmente sin cambios la calidad de los neumáticos producidos por los moldes tratados en la planta.
Un beneficio adicional radica en el hecho de que la automatización y la configuración del procedimiento permiten reducir el personal operativo y el tiempo de procesamiento, produciendo ahorros importantes en términos de costes operativos.
Otro beneficio de la invención es que permite un procedimiento menos peligroso en comparación con los procedimientos tradicionales que se usan en la industria, con un impacto medioambiental inferior y unas condiciones de trabajo más seguras para los empleados. De hecho, la invención tiene un impacto medioambiental muy bajo, ya que los residuos consisten en los humos producidos por el haz láser, que se aspiran y se recogen entonces mediante los filtros ubicados dentro del sistema de aspiración. Se generan otros residuos durante la etapa de ultravibración que separa los fragmentos sólidos diminutos del interior de los conductos de ventilación y de las válvulas de purga.
Otro beneficio de la invención es limpiar la superficie del molde con tecnología láser y, al mismo tiempo, liberar todas las válvulas de ventilación y los conductos relevantes a través de un sistema de ultravibración, en una única etapa. Finalmente, la verificación del estado de cada válvula está automatizada y permite identificar inmediatamente las válvulas en las que puede ser necesaria la intervención de un operario.
Breve descripción de los dibujos
Otros beneficios y características de la invención serán más evidentes en la siguiente descripción detallada, que representa una realización no limitativa de la invención, en la que:
- la figura 1 ilustra un diagrama de la invención;
- la figura 2 ilustra el aparato para la limpieza interior de los moldes;
- la figura 3 ilustra el aparato de la figura 2 en un estado de funcionamiento;
- la figura 4 ilustra un detalle del aparato de la figura 2;
- la figura 5 ilustra el robot antropomórfico dedicado a la limpieza exterior de los moldes;
- la figura 6 ilustra la invención según una visión de conjunto desde arriba en perspectiva.
Descripción detallada de la realización preferida de la invención
Como se muestra en las figuras, la invención se refiere a una planta automática para limpiar moldes para neumáticos, en la que los moldes están constituidos por sectores (1) y cajas de moldeo (2). La planta automática (100) está equipada con un aparato (10) para la limpieza interior de sectores (1) y cajas de moldeo (2) y un aparato (20) para la limpieza exterior de sectores (1) y cajas de moldeo (2).
El aparato (10) para la limpieza interior de sectores (1) y cajas de moldeo (2) comprende medios de fijación (11) para fijar sectores (1) y cajas de moldeo (2) en una posición estable de tratamiento, un dispositivo de generación (12) para generar vibraciones ultrasónicas (es decir, vibraciones con frecuencias que varían entre 20 kHz y 2 MHz), medios de transmisión (13) para transmitir las vibraciones desde el dispositivo (12) hasta el sector (1) o la caja de moldeo (2) tratado, de tal modo que se lleva a cabo la limpieza de los sectores (1) o las cajas de moldeo (2) al someter los mismos a vibraciones ultrasónicas; caracterizado por que el aparato (10) comprende medios de identificación (14) para identificar la frecuencia de resonancia del sector (1) o la caja de moldeo (2) tratado, de tal modo que cada sector (1) o caja de moldeo (2) tratado se somete a vibraciones ultrasónicas con frecuencia igual a la frecuencia de resonancia del sector (1) o la caja de moldeo (2) tratado.
Los medios de fijación (11) comprenden un bastidor de soporte (11a) y un elemento de apriete (11b) ajustable, que es adecuado para sujetar el sector (1) o la caja de moldeo (2) a tratar, en contacto con los medios de transmisión de vibraciones (13); los medios de identificación (14) para identificar la frecuencia de resonancia del sector (1) o la caja de moldeo (2) tratado comprenden un software dedicado (14a) capaz de seleccionar la frecuencia de resonancia, entre las emitidas inicialmente por el dispositivo de generación (12) para generar vibraciones ultrasónicas, aproximadamente en dos segundos; los medios de transmisión de vibraciones (13) comprenden un sonotrodo (13a) incorporado en los medios de fijación (11), de tal modo que una parte de superficie (13b) del sonotrodo (13a) está en contacto con el sector (1) o la caja de moldeo (2) a tratar.
Cuando, al principio del tratamiento, el dispositivo (12) comienza a generar vibraciones ultrasónicas, el software (14a) identifica la frecuencia de resonancia del sector (1) o la caja de moldeo (2) tratado, entonces, ajusta el dispositivo (12) para emitir vibraciones en esa frecuencia única: con este aparato (10), en particular, es posible limpiar mediante dichas vibraciones ultrasónicas de resonancia las válvulas de ventilación y los conductos relevantes de los sectores (1) y las cajas de moldeo (2).
Ya que el sonotrodo (13a) está sometido a desgaste, el software (14a) calibra y/o corrige la calibración del dispositivo (12) de modo que los sectores (1) y las cajas de moldeo (2) tratados siguen recibiendo vibraciones a su frecuencia de resonancia y señala la necesidad de reemplazar el propio sonotrodo (13a) para seguir asegurando un funcionamiento eficaz del aparato (10) para la limpieza interior de sectores (1) y cajas de moldeo (2).
El aparato (10) para la limpieza interior incluye también un dispositivo de verificación (30) para la limpieza de las válvulas de ventilación: dicho dispositivo de verificación (30) consiste en herramientas para mapear (31) la posición de las válvulas de ventilación, herramientas para identificar (32) las válvulas de ventilación bloqueadas y herramientas para visualizar (33) la posición de las válvulas de ventilación bloqueadas.
En la solución descrita e ilustrada en este documento, las herramientas para mapear (31) comprenden una gama de cámaras (31a), diseñadas para hacer hasta miles de fotografías por segundo de cada parte de los sectores (1) y las cajas de moldeo (2) con inclinaciones diferentes, y un segundo software dedicado (31b) que, a partir de las imágenes recibidas por las cámaras (31a), procesa un gráfico bidimensional, reconociendo la posición de las válvulas de ventilación gracias a su forma circular y asignando a cada una de ellas un par de coordenadas x, y. Las herramientas para identificar (32) las válvulas de ventilación bloqueadas se pueden implementar de diferentes modos: en la solución descrita en este documento, incluyen un sistema de indicación (32a) equipado con un láser que tiene un galvanómetro de espejo para dirigir un haz luminoso hacia las válvulas de ventilación identificadas anteriormente mediante las herramientas para mapear (31), y un tercer software dedicado (32b) que, según la luz reflejada desde cada válvula de ventilación en instantes sucesivos mientras está funcionando el dispositivo (12) para generar vibraciones, determinan si está moviéndose o estática y, por lo tanto, si está trabajando correctamente o si está bloqueada.
Se puede obtener un resultado similar verificando si las válvulas de ventilación sobresalen o no de sus carcasas; en este caso, de hecho, si están bloqueadas, no sobresalen.
Las herramientas para visualizar (33) la posición de las válvulas de ventilación bloqueadas incluyen una pantalla (33a) conectada al tercer software (32b) que visualiza el gráfico de las válvulas de ventilación, resaltando las bloqueadas.
El aparato (20) para la limpieza exterior de sectores (1) y cajas de moldeo (2) comprende una fuente (21) de haces láser, una lente (22) para transportar los haces láser hacia la superficie de sectores (1) y cajas de moldeo (2) y un robot antropomórfico (23), adecuado para desplazar la lente (22) de tal modo que se limpia toda la superficie de sectores (1) y cajas de moldeo (2). Para permitir a la lente (22) golpear cada punto de la superficie del sector (1) o la caja de moldeo (2) tratado, el robot (23) está controlado según seis ejes de movimiento.
La planta automática (100) está equipada también con sensores para detectar las dimensiones y la posición de las cajas de moldeo (2) y los sectores (1) a limpiar, de tal modo que dirigen la lente láser (22), desplazada mediante el brazo del robot antropomórfico (23), siguiendo la forma geométrica de las partes a limpiar, para mantener la lente (22) siempre a la misma distancia de la superficie a golpear por el haz láser y para mantener la distancia de la lente (22) “enfocada”. En una realización preferida, la planta automática (100) incluye un sistema de reconstrucción tridimensional (24), equipado con herramientas para captación de imágenes (24a) y con un cuarto software dedicado (24b), diseñado para proporcionar al robot (23) las coordenadas espaciales del sector (1) o la caja de moldeo (2) a tratar. La dirección de los pulsos de luz de la lente (22) está controlada, de modo que el haz láser golpea cada punto geométrico de los moldes, incluyendo los puntos protegidos debido a formas geométricas difíciles, como, por ejemplo, en las cuchillas y en el patrón de la banda de rodadura.
El procedimiento para limpiar moldes para neumáticos, interior y exteriormente, prevé una etapa preliminar de desmontar un molde en sus componentes, que son las cajas de moldeo (2) y los sectores (1), y una etapa final, que concluye el ciclo de limpieza, de recuperación de las cajas de moldeo (2) y los sectores (1) limpios, seguida por el montaje de nuevo del molde para la siguiente utilización.
Durante el ciclo de limpieza, el procedimiento prevé el posicionamiento, individualmente o en grupos, dentro de la estación de limpieza mediante tecnología láser, de cajas de moldeo (2) y sectores (1).
Después de la etapa de limpieza con tecnología láser, viene la etapa de unir las cajas de moldeo (2) y los sectores (1), separadamente y según cantidades predefinidas, a los medios de fijación (11) para la transmisión de vibraciones ultrasónicas.
Desde un punto de vista operativo, considerando la estructura particular de las cajas de moldeo (2) y los sectores (1), en la mayoría de los casos, en las cajas de moldeo (2) actúa solamente el aparato (20) para la limpieza exterior,
mientras que en los sectores (1) actúa al mismo tiempo el aparato (10) para la limpieza interior y el aparato (20) para la limpieza exterior.
Al final del ciclo de limpieza exterior (láser) e interior (ultravibración) de las partes a tratar (sectores y cajas de moldeo), dichas partes se llevan hasta una zona de carga/descarga para la siguiente reutilización.
Claims (12)
1. Planta automática para limpiar moldes para neumáticos, en la que los moldes están constituidos por sectores (1) y cajas de moldeo (2), que comprende un aparato (10) para la limpieza interior de sectores (1) y cajas de moldeo (2), comprendiendo dicho aparato (10) para la limpieza interior de sectores (1) y cajas de moldeo (2) medios de fijación (11) para fijar sectores (1) y cajas de moldeo (2) en una posición estable de tratamiento, un dispositivo de generación (12) para generar vibraciones ultrasónicas, medios de transmisión (13) para transmitir vibraciones desde el dispositivo (12) hasta el sector (1) o la caja de moldeo (2) tratado, de tal modo que se lleva a cabo la limpieza de sectores (1) o cajas de moldeo (2) al someter los mismos a vibraciones ultrasónicas, caracterizada por que el aparato (10) comprende medios de identificación (14) para identificar la frecuencia de resonancia del sector (1) o la caja de moldeo (2) tratado, de tal modo que se limpian sectores (1) o cajas de moldeo (2) al someter los mismos a vibración de frecuencia igual a la frecuencia de resonancia del sector (1) o la caja de moldeo (2) tratado.
2. Planta automática según la reivindicación 1, que comprende un aparato (20) para la limpieza exterior de sectores (1) y cajas de moldeo (2), caracterizada por que el aparato (20) para la limpieza exterior de sectores (1) y cajas de moldeo (2) comprende una fuente (21) de haces láser, una lente (22) para transportar los haces láser hacia la superficie de sectores (1) y cajas de moldeo (2) y un robot antropomórfico (23), adecuado para desplazar la lente (22) de tal modo que se limpia toda la superficie de sectores (1) y cajas de moldeo (2).
3. Planta automática según la reivindicación 1, caracterizada por que los medios de fijación (11) comprenden un bastidor de soporte (11a) y un elemento de apriete (11b) ajustable, que es adecuado para sujetar el sector (1) o la caja de moldeo (2) a tratar, en contacto con los medios de transmisión de vibraciones (13).
4. Planta automática según la reivindicación 1, caracterizada por que los medios de identificación (14) para identificar la frecuencia de resonancia del sector (1) o la caja de moldeo (2) tratado comprenden un software dedicado (14a) capaz de seleccionar la frecuencia de resonancia, entre las emitidas por el dispositivo de generación (12) para generar vibraciones ultrasónicas, aproximadamente en dos segundos.
5. Planta automática según la reivindicación 1, caracterizada por que los medios de transmisión de vibraciones (13) comprenden un sonotrodo (13a) incorporado en los medios de fijación (11), de tal modo que una parte de superficie (13b) del sonotrodo (13a) está en contacto con el sector (1) o la caja de moldeo (2) a tratar.
6. Planta automática según la reivindicación 2, caracterizada por que el robot (23) está controlado según seis ejes de movimiento, de tal modo que permite a la lente (22) golpear cada punto de la superficie del sector (1) o la caja de moldeo (2) tratado.
7. Planta automática según la reivindicación 1, caracterizada por que el aparato (10) para la limpieza interior comprende un dispositivo de verificación (30) para la limpieza de las válvulas de ventilación.
8. Planta automática según la reivindicación 7, caracterizada por que el dispositivo de verificación (30) consiste en herramientas para mapear (31) la posición de las válvulas de ventilación, herramientas para identificar (32) las válvulas de ventilación bloqueadas y herramientas para visualizar (33) la posición de las válvulas bloqueadas.
9. Planta automática según la reivindicación 8, caracterizada por que las herramientas para mapear (31) comprenden una gama de cámaras (31a), diseñadas para hacer fotografías de cada parte de los sectores (1) y las cajas de moldeo (2) con inclinaciones diferentes, y un segundo software dedicado (31b), adecuado para procesar, a partir de las imágenes recibidas por las cámaras (31a), un gráfico bidimensional en el que está resaltada la posición de las válvulas de ventilación.
10. Planta automática según la reivindicación 8 o 9, caracterizada por que las herramientas para identificar (32) las válvulas de ventilación bloqueadas incluyen un sistema de indicación (32a), diseñado para golpear con un haz luminoso las válvulas de ventilación, y un tercer software dedicado (32b) adecuado para identificar, a partir de la luz reflejada, el estado de inmovilidad o movilidad de las válvulas de ventilación.
11. Planta automática según la reivindicación 10, caracterizada por que las herramientas para visualizar (33) la posición de las válvulas de ventilación bloqueadas incluyen una pantalla (33a) conectada al tercer software (32b) que visualiza el gráfico de las válvulas de ventilación bloqueadas.
12. Planta automática según la reivindicación 2, caracterizada por que comprende un sistema de reconstrucción tridimensional (24) de los sectores (1) y las cajas de moldeo (2) a tratar, que consiste en herramientas para captación de imágenes (24a) y en un cuarto software dedicado (24b), diseñado para proporcionar al robot (23) las coordenadas espaciales de los sectores (1) o las cajas de moldeo (2) a tratar.
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