BRPI0411232B1 - Sistema e método para interromper o fluxo de metal em fusão através de pelo menos uma de uma pluralidade de cavidades do molde - Google Patents

Description

Campo da Invenção Esta invenção diz respeito a um sistema de vazamento de metal em fusão em molde para uso no vazamento de moldes ferrosos e não ferrosos. Mais particularmente, esta invenção fornece um sistema de detecção e automação da mesa do molde que fornece múltiplas modalidades e aspectos relacionados à detecção de sangria e a automação de outras tarefas utilizando um braço controlado ou mecanismo da mesa.

Em suma, a presente invenção ensina um sistema e um método para interromper o fluxo de metal em fusão através de pelo menos uma de uma pluralidade de cavidades do molde.

Fundamentos da Invenção Vazamentos, tarugos e outras peças vazadas de metal são tipicamente formadas por um processo de vazamento que utiliza um molde orientado verticalmente situado acima de um grande poço de vazamento abaixo do nível do piso da instalação de vazamento de metal, embora esta invenção possa também ser utilizada em moldes horizontais. O componente inferior do molde de vazamento vertical é um bloco de partida. Quando processo de vazamento se inicia, os blocos de partida estão na sua posição Λ mais para cima e nos moldes. A medida que metal em fusão é vazado no furo ou cavidade do molde e resfriado (tipicamente por água), o bloco de partida é lentamente abaixado a uma velocidade predeterminada por meio de um cilindro hidráulico, ou outro dispositivo. A medida que o bloco de partida é abaixado, metal ou alumínio solidificado emerge da base do molde e vazamentos, redondos ou tarugos de várias geometrias são formados, que podem ser também aqui referidos como peças vazadas.

Embora a invenção se aplique ao vazamento de metais em geral, incluindo, sem limitação, alumínio, latão, chumbo, zinco, magnésio, cobre, aço, etc., os exemplos fornecidos e a modalidade preferida divulgada podem ser direcionados para alumínio e, portanto, o termo alumínio pode ser usado por toda parte por questão de consistência, embora a invenção se aplique de forma mais geral a metais.

Embora existam inúmeras maneiras de se obter e configurar um arranjo de vazamento vertical, a figura 1 ilustra um exemplo. Na figura 1, o vazamento vertical de alumínio em geral ocorre abaixo do nível elevacional do piso da fábrica em um poço de vazamento. Diretamente abaixo do piso do poço de vazamento 101a fica um caixão 103, no qual o tambor do cilindro hidráulico 102 para o cilindro hidráulico é colocado.

Conforme mostrado na figura 1, os componentes da parte inferior de um aparelho de vazamento de alumínio vertical típico, mostrado dentro de um poço de vazamento 101 e um caixão 103, estão um tambor do cilindro hidráulico 102, um calcador 106, um alojamento da base de montagem 105, uma placa base 107 e uma base do bloco de partida 108 (também referido como cabeça de partida ou bloco de base), todos mostrados em elevações abaixo do piso da instalação de vazamento 104. O alojamento da base de montagem 105 é montado no piso 101a do poço de vazamento 101, abaixo do qual fica o caixão 103. O caixão 103 é definido pelas suas paredes laterais 103b e seu piso 103a.

Um conjunto da mesa do molde típico 110 está também mostrado na figura 1, que pode ser basculado, conforme mostrado, pelo cilindro hidráulico 111 que empurra o braço de basculamento da mesa do molde 110a, de maneira tal que ela pivote em tomo do ponto 112 e, dessa forma, levante e gire o conjunto da armação de vazamento principal, conforme mostrado na figura 1. Existem também carros da mesa do molde que permitem que os conjuntos da mesa do molde se movam a favor e contra a posição de vazamento acima do poço de vazamento. A figura 1 mostra ainda a placa base 107 e a base do bloco de partida 108 parcialmente abaixadas no poço de vazamento 101, com a peça vazada ou tarugo 113 sendo parcialmente formada. A peça vazada 113 está na base do bloco de partida 108, que pode incluir uma cabeça de partida ou bloco de base, que normalmente (mas nem sempre) se assenta na base do bloco de partida 108, todos os quais são conhecidos na tecnologia e, portanto, não precisam ser mostrados ou descritos com mais detalhes. Embora o termo bloco de partida seja usado para o item 108, deve-se notar que os termos bloco de base e cabeça de partida são também usados na indústria para se referir ao item 108, bloco de base é tipicamente usado quando um vazamento está sendo vazado, e cabeça de partida quando um tarugo está sendo vazado.

Embora a base do bloco de partida 108 na figura 1 mostre apenas um bloco de partida 108 e o pedestal 115, existem também tipicamente diversos de cada um deles montados em cada base do bloco de partida, que vazam simultaneamente tarugos, formas especiais ou vazamentos à medida que o bloco de partida é abaixado durante o processo de vazamento, conforme mostrado nas figuras posteriores, e como é de conhecimento.

Quando fluido hidráulico é introduzido no cilindro hidráulico a uma pressão suficiente, o calcador 106, e conseqüentemente o bloco de partida 108, são levantados até o nível inicial de elevação desejado para o processo de vazamento, que é quando os blocos de partida estão dentro do conjunto da mesa do molde 110. O abaixamento do bloco de partida 108 é obtido dosando-se o fluido hidráulico do cilindro a uma taxa predeterminada, abaixando-se assim o calcador 106 e, conseqüentemente, o bloco de partida a uma velocidade predeterminada e controlada. O molde é resfriado de forma controlada durante o processo para auxiliar na solidificação dos vazamentos ou tarugos que emergem, tipicamente usando dispositivo de resfriamento por água.

Existem inúmeras tecnologias de molde e vazamento que se ajustam a mesas de molde, e nenhuma em particular é necessária para a prática de várias modalidades desta invenção, uma vez que elas são conhecidas pelos especialistas na tecnologia.

Mesas de molde vêem em todos os tamanhos e configurações, em virtude de haver poços de vazamento em grande número e dimensionados e configurados de forma diferente sobre os quais mesas do molde são colocadas. As necessidades e exigências para uma mesa do molde se ajustar a uma aplicação particular, portanto, dependem de inúmeros fatores, alguns dos quais incluem as dimensões do poço de vazamento, da(s) localização(s) das fontes de água e das práticas da entidade que opera o poço. O lado superior da mesa do molde típica se conecta operacionalmente ao sistema de distribuição de metal, ou interage com ele. A mesa do molde típica também se conecta operativamente aos moldes que ela aloja.

Quando metal é vazado usando um molde vertical de vazamento contínuo, o metal em fusão é resfriado no molde e emerge continuamente pela extremidade inferior do molde à medida que a base do bloco de partida é abaixada. O tarugo, vazamento ou outra configuração que emerge têm que ser suficientemente solidificados, de maneira tal que eles mantenha sua forma desejada. Existe tipicamente uma folga de ar entre o metal solidificado que emerge e a parede do anel permeável. Abaixo disso, existe também uma cavidade de ar do molde entre o metal solidificado que emerge e a parte inferior do molde e do equipamento relacionado.

Uma vez que o processo de vazamento em geral utiliza fluidos, incluindo lubrificantes, existem necessariamente condutos e/ou tubulação projetada para distribuir o fluido nos locais desejados em tomo da cavidade do molde. Embora o termo lubrificante seja usado em toda esta especificação, deve-se entender que isto também significa fluidos de todos os tipos, quer um lubrificante ou não, e pode também incluir agentes de desprendimento. O trabalho no poço de vazamento e com metal em fusão, e nas suas imediações, pode ser potencialmente perigoso, e deseja-se que se encontrem continuamente maneiras de aumentar a segurança e minimizar o perigo ou acidente potencial ao qual os operadores do equipamento ficam expostos.

Em um aspecto da invenção, é um objetivo fornecer um sistema automatizado para executar tarefas relacionadas ao processo de vazamento que possam aumentar a segurança, pelo uso de um mecanismo controlado automatizado, que é aqui referido como um braço controlado, mas que pode incluir um braço articulado, um braço robótico, uma máquina X-Y.

Embora todos esses possam também ser considerados máquinas x-y ou dispositivos x-y, especialistas na tecnologia percebem que as máquinas aqui descritas e referidas como máquinas x-y podem também incluir movimento em uma terceira dimensão (na direção z). O uso do termo dispositivo x-y aqui, com propósito desta invenção, portanto, inclui os dispositivos citados e dispositivos com movimento na terceira direção, ou direção z. As tarefas bi ou tridimensionais aqui referidas podem incluir a inserção de tampões do molde nas cavidades do molde, a secagem, limpeza e/ou lubrificação das cabeças de partida antes do início do vazamento, a aplicação de agentes de desprendimento, bem como outros.

Descrição Resumida Dos Desenhos Modalidades preferidas da invenção estão descritas a seguir com referência aos desenhos anexos seguintes: A figura 1 é uma vista elevacional de um poço de vazamento vertical típico, caixão e aparelho de vazamento de metal; A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma das inúmeras estruturas de molde com as quais modalidades desta invenção podem ser utilizadas; A figura 3 é uma representação em vista de topo esquemática de uma mesa do molde com quatro fileiras e sete colunas de moldes de metal em fusão; A figura 4 é uma vista em elevação de uma mesa do molde com um braço controlado montado nela e fornecendo um tampão do molde para uma cavidade do molde; A figura 5 é uma vista da seção em elevação de uma modalidade de um molde que pode ser utilizado por esta invenção, em que o dispositivo de interrupção de fluxo de metal é um tampão do molde que fica posicionado acima da entrada do molde e que podería ser abaixado na cavidade do molde para interromper o fluxo de metal no molde; A figura 6 é uma vista da seção em elevação de uma modalidade de um molde que pode ser utilizado por esta invenção, em que o dispositivo de interrupção do fluxo de metal é um tampão do molde que é inserido na entrada do molde para interromper o fluxo de metal no molde; A figura 7 é uma vista da seção em elevação de uma modalidade de um molde que pode ser utilizado por esta invenção, em que o dispositivo de interrupção de fluxo de metal é uma barragem de canal e é inserido em um canal de fluxo de suprimento de metal para interromper o fluxo de metal no molde; A figura 8 é uma vista de um tampão e bancada de ferramentas que podem ser usados para guardar tampões, barragens, configurações de bico de ar comprimido e aplicadores de óleo lubrificante, para citar alguns; A figura 9 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma configuração de sistema de controle que pode ser utilizada por esta invenção; A figura 10 é um diagrama esquemático da conexão operacional do detector de sangria a +24 V CC pela linha e ao controlador de entrada/saída; A figura 11 é um diagrama esquemático de uma outra modalidade de configuração de sistema de controle que pode ser utilizada por esta invenção; A figura 12 é uma representação esquemática de uma modalidade da invenção, em que um bico de ar comprimido é utilizado para remover água e outros elementos indesejados da cabeça de partida, e mostrando um aplicador de óleo aplicando óleo na cabeça de partida; A figura 13 é uma vista em elevação de uma mesa do molde com um braço controlado montado nela e que está aplicando ar comprimido ou óleo na cabeça de partida através da cavidade do molde; A figura 14 é uma vista em elevação de uma mesa do molde com uma estrutura x-y controlada utilizada em um aspecto da invenção, em vez de um braço articulado, provendo um tampão do molde em uma cavidade do molde; A figura 15 é uma vista esquemática de topo de uma modalidade de uma máquina x-y que pode ser utilizada como parte desta invenção; A figura 16 é uma vista em elevação em perspectiva de uma modalidade desta invenção montada em uma mesa do molde, com um perímetro de vazamento; e A figura 17 é uma vista em perspectiva de uma modalidade da invenção, em que o braço controlado está inserindo um tampão do molde através do sistema refratário de alimentação de metal em fusão e em uma cavidade do molde.

Descrição Detalhada Das Modalidades Preferidas Muitos dos dispositivos e componentes de fixação, conexão e fabricação, e outros mais, utilizados nesta invenção são amplamente conhecidos e usados no campo da invenção descrita, e suas exatas naturezas e tipos não são necessárias para um entendimento e uso da invenção por um especialista na tecnologia ou ciência; portanto, elas não serão discutidas com mais detalhes. Além disso, os vários componentes mostrados ou descritos aqui para qualquer aplicação específica desta invenção podem variar ou ser alterados, conforme previsto por esta invenção, e a prática de uma aplicação ou modalidade específica de qualquer elemento pode já ser amplamente conhecida ou usada na tecnologia ou por especialistas na tecnologia ou ciência; portanto, cada uma delas não será discutida com detalhes.

Os temos “um”, “uma” e “o” na forma usada aqui nas reivindicações são usados de conformidade como a prática de esboço de reivindicação bem antiga, e não de uma maneira limitante. A menos que de outra forma especificamente aqui declarada, os termos “um”, “uma” e “o” não estão limitados a tais elementos, mas, em vez disso, significam “pelo menos um”.

Deve-se entender que esta invenção se aplica e pode ser utilizada em relação a vários tipos de tecnologias e configurações de vazamento de metal. Deve-se entender ainda que esta invenção pode ser usada em dispositivos de vazamento horizontais ou verticais.

Portanto, o molde tem que ser capaz de receber metal em fusão de uma fonte de metal em fusão, qualquer que seja o tipo de fonte particular.

As cavidades do molde no molde, portanto, devem ser orientadas na posição de recebimento de fluido ou metal em fusão relativa à fonte de metal em fusão.

Especialistas na tecnologia também percebem que modalidades desta invenção podem ser, e serão, combinadas com novos sistemas e/ou adaptações tecnológicas aos sistemas de vazamento em operação existentes, todos de acordo com o escopo desta invenção. O requerente incorpora aqui como referência a patente U. S. no 6.446.704 como se estivesse apresentada aqui na íntegra.

Especialistas na tecnologia percebem que modalidades deste sistema podem incluir tanto um braço controlado como robótico, ou pode incluir uma mesa X-Y, ou um híbrido de ambos, todos no âmbito das modalidades desta invenção. A figura 1 é uma vista em elevação de um poço de vazamento vertical, caixão e aparelho de vazamento de metal, e está descrita com mais detalhes antes. A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma das inúmeras estruturas de molde com as quais modalidades desta invenção podem ser utilizadas, ilustrando o canal refratário 135, entrada do molde 134, saída do molde 136, parede do perímetro permeável 130, tipicamente um anel de grafite, condutos de entrada de água 133 e estrutura do molde 131. A figura 2 ilustra adicionalmente uma peça vazada redonda 137 emergindo da saída do molde 136. A figura 3 é uma representação da vista de topo esquemática de uma mesa do molde 150 com quatro fileiras 152 e sete colunas 151 de moldes de metal em fusão, ilustrando coordenadas bidimensionais x-y exemplares. A figura 3 mostra a mesa do molde com a dimensão x 153 e a dimensão y 154. A figura 4 é uma vista em elevação de uma mesa do molde 170 com um braço controlador 179 montado nela e provendo um tampão do molde 185a em uma cavidade do molde 178. A figura 4 ilustra a estrutura da mesa do molde 175, poço de vazamento 171, e base do bloco de partida 169. A base do bloco de partida 169 move verticalmente durante o vazamento, representado pela seta 174. Esta modalidade está mostrada com um sistema de vazamento de metal em fusão 172, composto no geral de canais refratários, tal como o canal 173. A figura 3 também mostra uma primeira cavidade do molde 177 e terceira cavidade do molde 178, além de outras não mostradas com números dos itens.

Nesta modalidade, um braço robótico 179, controlado ou articulado, pode ser utilizado, e ele pode ter qualquer uma de inúmeras configurações no âmbito desta invenção. A figura 4 ilustra a montagem do braço 180, com a base 181 montada a pivô na montagem do braço 180. Uma primeira extremidade da primeira seção do braço 182 é anexada a pivô na base 181, com uma primeira extremidade da segunda seção do braço 183 anexada a pivô em uma segunda extremidade da primeira seção do braço 182, conforme mostrado. O braço controlado 179 inclui adicionalmente seção do acoplador 168 anexa a pivô a uma segunda extremidade ou seção do braço 183, com mãos de anexação 184 (também referidas como garras) para interagir com ferramentas, tais como tampões do molde, barragens de canal e bicos de ar ou óleo, por exemplo, O braço de controle 179 pode incluir adicionalmente uma seção telescópica 183 a para permitir o aumento do comprimento da segunda seção do braço 183 para um maior alcance. A figura 4 ilustra o braço controlado 179 pegando um tampão do molde 185 e inserindo-o em uma primeira cavidade do molde (linhas cheias), e em uma segunda cavidade do molde (representada pelas linhas tracejadas). O sistema de controle aqui provido pode ser facilmente programado para responder a uma condição de sangria, por exemplo, para obter um tampão do molde e colocá-lo em uma posição para bloquear o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde onde ocorreu a sangria. O braço controlado 179 pode ser qualquer um de inúmeros braços controlados disponíveis, tais como os comercializados pela Fanuc Robotics of America, Lake Forest, Illionois, ou Panassonic Robotics. Os braços controlados encontram-se disponíveis com sistemas de controle que são no geral conhecidos e utilizados pelos especialistas na tecnologia.

Especialistas na tecnologia percebem também que a modalidade de braço articulado divulgada nesta invenção pode ser montada ou posicionada de forma permanente ou provisória na mesa do molde em questão, ou próximo a ela. Na modalidade de posicionamento provisório, o sistema de controle pode ser programado ou configurado para desempenhar as mesmas funções ou tarefas em mais de uma mesa do molde, e o braço articulado ou robótico pode então se mover entre mesas de molde em uma instalação. Uma ou mais mesas de molde podem estar em diferentes poços, ou no mesmo poço. Em uma outra modalidade, por exemplo, o braço controlado pode ser montado adjacente a um poço de vazamento, e mais de uma mesa de vazamento podem ser utilizadas no poço, com o controlador do braço controlado sendo programado, configurado ou disposto para realizar suas tarefas em cada uma das mesas de molde desejadas. A figura 5 é uma vista da seção em elevação de uma modalidade de um molde que pode ser utilizado por esta invenção, em que o dispositivo de interrupção de fluxo de metal é um tampão do molde 138 com cabo 146, que fica posicionado acima da entrada do molde e que pode ser abaixado na cavidade do molde 134 para interromper o fluxo de metal através do molde. A figura 5 ilustra o canal refratário 135, entrada do molde 134, saída do molde 136, parede do perímetro permeável 130, tipicamente um anel de grafite, condutos de entrada de água 133, e uma peça vazada redonda 137 emergindo da saída do molde 136. A figura 6 é uma vista da seção em elevação de uma modalidade de um molde que pode ser utilizado por esta invenção, em que o dispositivo de interrupção de fluxo de metal é um tampão do molde 138 com um cabo, o tampão do molde 138 estando mostrado inserido na entrada do molde 134 para interromper o fluxo de metal através do molde. A figura 6 ilustra o canal refratário 135, entrada do molde 134, saída do molde 136, parede do perímetro permeável 130, tipicamente um anel de grafite, condutos de entrada de água 133, e uma peça vazada redonda 137 emergindo da saída do molde 136. A figura 7 é uma vista da seção em elevação de uma modalidade de um molde que pode ser utilizado por esta invenção, em que o dispositivo de interrupção de fluxo de metal é uma barragem do canal 127, e está inserido em um fluxo de suprimento de metal para interromper o fluxo de metal através do molde. A figura 7 ilustra o canal refratário 135, entrada do molde, saída do molde 136, parede do perímetro permeável 130, tipicamente um anel de grafite, condutos de entrada de água 133, e uma peça vazada redonda 137 emergindo da saída do molde 136. A figura 7 também ilustra um aspecto da invenção, em que um detector de rompimento de pele 129 fica posicionado em tomo da saída do molde 136, ou próximo a ela, de maneira tal que ele fique disposto para receber metal em fusão do rompimento de pele, e em seguida sinaliza ou indica ao sistema de controle o fato e o local de uma condição de rompimento de pele. O detector de rompimento de pele 129 pode ser um arame fusível condutor elétrico que pode ser configurado dentro de uma modalidade do sistema de qualquer uma das diversas configurações. Por exemplo, o detector de rompimento de pele 129 pode ser um sensor de arame fusível que conduz 24 V CC para uma mesa montada distante do módulo de entrada/saída (“I/O”) (mostrado nas figuras posteriores), o arame fusível isolado pode ser configurado para fundir na faixa de temperatura de trezentos graus Fahrenheit a quatrocentos e cinqüenta graus Fahrenheit. Isto facilmente faria com que ele se fundisse em resposta a uma condição de ruptura de pele. Especialistas na tecnologia percebem que qualquer uma outra quantidade de diferentes circuitos de controle e/ou tensões pode ser utilizada de acordo com o escopo da invenção, que não está limitada a nenhum. A fusão do detector de ruptura 129, um arame fusível nesta modalidade, pode ser configurado para remover 24 V CC da entrada do módulo I/O remoto. Nesta configuração, um resistor de carga pode ser utilizado para impedir que o sinal de entrada flutue muito alto.

Em um outro aspecto da configuração do detector de ruptura de pele 129, pode haver energia de suprimento 24 V CC ao arame fusível isolado dentro da cavidade do molde, ou na saída do molde. Um resistor de carga para -24 V CC pode então causar uma fusão parcial para abrir completamente e cair a entrada no I/O remoto para 0 Y CC. Esta configuração pode ser mais desejável em mesas de molde menores, por causa da maior exigência de suprir corrente em mesas maiores.

Também em uma outra modalidade desta invenção relativa à configuração do detector de rompimento de pele 129, uma energia de suprimento +24 V CC pode ser fornecida ao arame fusível isolado na cavidade do molde, ou na saída do molde, com um -24 V CC aterrado na cavidade do molde. Uma fusão parcial na cavidade do molde formará um curto no suprimento de 24 V CC e completará a fusão, abrindo completamente a entrada para o módulo I/O remoto. Como em outras configurações ou modalidades, um resistor de carga pode ser utilizado para impedir que o sinal de entrada flutue indesejavelmente alto. A figura 8 é uma vista de um tampão e prateleira de ferramentas que podem ser usados para manter os tampões, barragens, configurações de bico de ar comprimido, aplicadores de óleo lubrificante e aplicadores de agente de desprendimento, para citar alguns. A figura 8 ilustra: estrutura da prateleira 250; tampão do molde 256 com cabo 255 retido na estrutura da prateleira 250 por meio de estruturas de contenção 253; barragem do canal do molde 258 com cabo da barragem 257 retido na estrutura da prateleira 250 por meio de estrutura de contenção 252; e o bico 259 anexado de forma operante na linha de suprimento 260 e retido na estrutura da prateleira 250 por meio de estruturas de contenção 251. O bico pode ser um bico para ar comprimido, com a linha de suprimento sendo uma linha de suprimento anexada de forma operante a uma fonte de ar comprimido, ou ele pode ser, por exemplo, um bico de óleo configurado para fornecer óleo às cabeças de partida, com a linha de suprimento sendo uma linha de suprimento de óleo conectada de forma operante a uma fonte de óleo.

Especialistas na tecnologia percebem que a estrutura da prateleira 250 pode ser qualquer uma das diferentes diversas formas e configurações, tal como uma árvore, ou outra configuração, todas as quais são em geral conhecidas na tecnologia. A figura 9 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma configuração de sistema de controle que pode ser utilizada por esta invenção, ilustrando esquematicamente uma pluralidade de moldes ou cavidades do molde 271, 272, 273, 274, 275 e 276, cada qual tendo um detector de rompimento de pele no interior da cavidade do molde, ou na saída do molde, ou em tomo deles, disposto para detectar uma condição de rompimento de pele. Cada um dos moldes, ou cavidades do molde, é eletricamente conectado a um módulo de entrada digital que é parte de um controlador PLC (controlador lógico programável) 280 por meio de conexões 281 (o terminal é conectado do dispositivos sensores ao microcontrolador PLC). A conexão comum do suprimento de energia do sensor é feita ao módulo de Entrada Digital comum. Neste exemplo, o suprimento do sensor e módulos de entrada foram configurados para 24 VF CC, conforme mostrado.

Cada um dos sensores da cavidade do molde é também conectado eletricamente à linha +24 V CC e à linha do módulo de entrada digital 278.

Cada um dos moldes ou cavidades do molde é também conectada eletricamente à linha +24 Y CC 279. O controlador de entrada/saída 280 é conectado de forma operante pela linha 282 ao computador de controle 283. O computador de controle 283 pode então ser programado para receber os sinais, identificar o local ou molde onde uma condição é detectada, e transmitir instruções ou sinais ao controlador do braço articulado 284, que pode também ser um controlador de máquina x-y. A figura 10 é um diagrama esquemático da conexão operacional do detector de sangria a +24 V CC pela linha e ao controlador de saída, ilustrando a cavidade do molde 271, detector de sangria 268 posicionado em tomo do perímetro da cavidade do molde, ou saída do molde, controlador de entrada/saída 280 conectado ao detector de sangria 268 pela linha 278, e a linha 277 a +24 V CC. A figura 11 é um diagrama esquemático de uma outra modalidade de uma configuração de sistema de controle 300 que pode ser utilizada por esta invenção, ilustrando uma pluralidade de moldes, ou cavidades do molde, 301, 302, 303, 304, 305 e 306, cada qual tendo um detector de sangria no interior da cavidade do molde, ou saída do molde, ou em tomo deles, disposto para detectar uma condição de rompimento de pele.

Cada um dos moldes, ou cavidades do molde, é eletricamente conectada ao controlador de entrada/saída 321 com conexões (o terminal é conectado do dispositivos sensores na prateleira de entrada/saída remota) por meio de linhas de conexão 308, 310, 312, 314, 316 e 318, respectivamente. A prateleira I/O remota pode ser configurada em -24 V CC, conforme mostrado. Cada um dos moldes, ou cavidades do molde, é também conectado eletricamente à linha +24 V CC 320 pelas linhas 307, 309, 311, 313, 315 e 317. A prateleira de entrada/saída +24 V CC remota 321 é conectada de forma òperante a um controlador PLC 323. O controlador PLC é conectado de forma òperante pela ethemet 325 ou algum outro protocolo de comunicação, que, por sua vez, é conectado ao computador da interface HMI (interface homem máquina) 329 pela linha 328, ao computador de controle do escritório SCADA (controle de supervisão e aquisição de dados) 327 pela linha 326. O computador de controle 283 pode então ser programado para receber os sinais do módulo de entrada digital, identificar o local ou molde onde uma condição é detectada e transmitir instruções ou sinais ao controlador do braço articulado 323, que pode também ser um controlador de máquina x-y. A prateleira de entrada/saída remota 321 pode ser conectada ao controlador PLC pelas conexões sem fio ou pelo condutor 319.

Em um aspecto desta invenção, o sensor de detecção de sangria (mostrado na figura 7) pode ser um arame fusível 129, que é um metal sensível a temperatura isolado que pode ser selecionado com base em diversos diferentes fatores, tal como temperatura de fusão. O arame fusível 129 pode também ser isolado por um plástico ou outro material isolante e enfiado nele. Em um aspecto da invenção, um material de solda branca pode ser usado como o arame fusível. O arame fusível neste aspecto pode então ser selecionado, determinado ou adequado à aplicação específica.

Embora a camada isolante em tomo do arame fusível, solda branca, por exemplo, possa ser aplicada por imersão da solda branca, ela pode ser também uma camada isolante tipo bainha pré-formada ou estrutura na qual a solda branca ou outro material predeterminado é colocado. Em uma outra modalidade, o detector de sangria pode ser colocado adjacente à estrutura do molde ou alojamento, de maneira tal que, quando ocorrem uma condição de sangria, o isolamento entre o sensor ou detector de sangria e o alojamento do molde é removido e uma condução de curto é criada no terra, que é o alojamento do molde, que resulta assim na placa de entrada/saída detectando uma condição de curto.

Em um aspecto da invenção, o arame fusível pode compreender um laço de circuito fechado normal em tomo da cavidade do molde, e, quando sua temperatura de fusão for atingida, ela abre normalmente o circuito fechado. Uma vez que o circuito normalmente fechado esteja aberto, a placa de entrada/saída no PLC detecta uma condição aberta ou “sem circuito” até que o arame fusível seja substituído. A placa de entrada no PLC transmite um bit a um controlador, isto é, informação digital, a um processador que exibe a condição.

Em outros aspectos da invenção, o sensor de detecção de rompimento de pele pode ser: um par trançado ou de arames adjacentes com pelo menos um deles isolado, de maneira tal que, quando ocorrer uma condição de sangria, o isolamento entre o par de arames se funda e ocorra uma condição de curto, que, por sua vez, faz com que a placa de entrada/saída detecte a condição de curto circuito. A figura 12 é uma representação esquemática de uma modalidade da invenção, em que um bico de ar comprimido 356 é utilizado para aplicar ar 357 para remover água e outros elementos indesejados da superfície 354a da cabeça de partida 354, e também mostrando um aplicador de óleo 358 aplicando óleo (ou lubrificante) 359 na superfície 353a da cabeça de partida 353. A figura 12 ilustra uma parte de um arranjo de cabeça de partida 350, incluindo cabeças de partida 351, 352, 353 e 354, cada qual com superfície superiores 351a, 352a, 353a e 354a, respectivamente. O braço articulado controlado ou sistema x-y pode ser programado para aplicar seqüencialmente de acordo com uma sequência desejada, ar comprimido nas superfícies para remover umidade e outros elementos indesejáveis, e em seguida aplicar similarmente óleo 359 ou lubrificante nas superfícies para prepará-las para o processo de vazamento. A figura 13 é uma vista elevacional de uma mesa do molde com um braço controlado montado nela similar à figura 4, que ilustra somente a aplicação de ar comprimido ou óleo nas cabeças de partida, em vez da inserção de um tampão do molde através de uma cavidade do molde. A figura 13 ilustra a mesa do molde 170 com um braço controlado 179 montado nela e provendo um bico 191 provendo uma aspersão de fluido 192 (óleo ou ar) a uma cabeça de partida em uma cavidade do molde 178. A figura 13 ilustra a estrutura da mesa do molde 175, poço de vazamento 171, e base do bloco de partida 169. A base do bloco de partida 169 move verticalmente durante o vazamento, representado pela seta 174. Esta modalidade está mostrada com um sistema de vazamento de metal em fusão 172 composto no geral de canais reffatários, tal como o canal 173. A figura 13 mostra também uma primeira cavidade do molde 176, segunda cavidade do molde 177 e terceira cavidade do molde 178, além de outras não mostradas com números dos itens. A figura 14 é uma vista em elevação de uma mesa do molde com uma estrutura x-y controlada utilizada em um aspecto da invenção, em vez de o braço articulado, fornecendo um tampão do molde a uma cavidade do molde. Os componentes da mesa do molde são os mesmos ou similares aos mostrados na figura 4, e estão mostrados com os mesmo números, e não serão, portanto, discutidos com nenhum detalhe adicional. Conforme declarado antes, versados na tecnologia percebem que, embora o termo máquina, dispositivo ou estrutura x-y possam ser aqui utilizados, esses dispositivos nesta tecnologia podem também incluir, e incluem, movimento em uma terceira direção, a direção z. A figura 14 mostra uma máquina x-y 350 com controlador 352 montado nela, posicionada acima da mesa do molde, e ilustrando a estrutura da máquina 351. A máquina x-y tem mecanismo de anexação 353 para permitir que ela comporte as várias ferramentas desejadas, tal como o tampão do molde 354. A figura 15 é uma vista esquemática de topo de uma modalidade de uma máquina x-y 380 que pode ser utilizada como parte desta invenção, ilustrando a estrutura 381 posicionada acima de uma pluralidade de cavidades do molde 384. O mecanismo de anexação 385 é montado no carro 383, que é montado de forma deslizante no'suporte 392 para proporcionar o movimento na direção X. O suporte 382 é montado de forma deslizante dentro da estrutura 381 para proporcionar o movimento na direção Y. Na modalidade mostrada na figura 15, o mecanismo de anexação 385 está mostrado comportando o tampão do molde 396, embora um tampão do molde seja meramente uma das inúmeras diferentes ferramentas que ela pode utilizar.

Em uma modalidade desta invenção, o sistema de controle irá operar o braço controlado ou máquina x-y par obter um bico de ar anexado de forma operante a uma fonte de ar comprimido, e seqüencialmente mover para cada cabeça de partida para a mesa do molde e liberar ar suficiente para remover o líquido da sua superfície. Isto pode ser feito com a mesa de vazamento sobre as cabeças de partida, ou com a mesa de vazamento deslocada ou basculada para fora. O braço controlado ou máquina x-y então obtém um bico de óleo ou lubrificante e move seqüencialmente para cada cabeça de partida para a mesa do molde e jateia um óleo ou lubrificante na cabeça de partida para preparar sua superfície para o processo de vazamento. O sistema de controle combinado com o braço controlado pode também ser utilizado para obter um bico de aspersão anexado de forma operante a uma fonte de um agente de desprendimento para jateamento na mesa do molde para prepará-la para o processo de vazamento. O sistema de controle é conectado de forma operante nos detectores de sangria e, uma vez que o processo de vazamento se inicia, o sistema de controle fica pronto para responder a uma condição de sangria detectada. Em um caso desses, dependendo do local da sangria, o braço controlado ou máquina x-y obterá um tampão do molde ou barragem do canal, e irá inseri-lo em um local para interromper o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde onde ocorreu a sangria. A figura 16 é uma vista elevacional em perspectiva de uma modalidade desta invenção, ilustrando uma área de vazamento 400, com cerca perimétrica 403 que inclui feixes de luz e laser 404, criando uma cerca virtual em tomo da área do poço de vazamento. A cerca perimétrica pode realiza uma ou mais tarefas, se os feixes forem interrompidos, tais como interromper o processo de vazamento, desabilitar o braço controlado 420, ativar um alarme ou outros. A mesa do molde 401 é montada acima do poço de vazamento 402. Esta mesa do molde inclui um sistema de alimentação de metal em fusão que inclui canais refratários 430 com aberturas 405 provendo acesso aos moldes abaixo de cada abertura 405. O sistema de alimentação de metal em fusão é um de inúmeros sistemas de alimentação que podem ser utilizados com modalidades desta invenção, nenhum em particular sendo exigido para a prática desta invenção. Na figura 16, os canais 430 em geral são compostos de um material refratário, com um topo 407, que é feito no geral de um material metálico. A modalidade do braço controlado 420 mostrada na figura 16 é composto de uma base 421 montada em uma área adjacente à mesa do molde, embora ela possa também ser montada em uma mesa do molde em outras modalidades. O restante do braço controlador 420 é montado a pivô na base 421, e compreende adicionalmente a primeira seção do braço 422, segunda seção do braço 423 e seção do adaptador 425. O braço controlado 420 pode ser qualquer de inúmeros braços controlados, tais como os comercializados pela Fanuc Robotics America, ou Panasonic America.

Tipicamente, um braço controlado 420 incluiu um ou mais adaptadores que podem ser utilizados para diferentes aplicações e tarefas, sem nenhuma configuração sendo exigida. Na modalidade mostrada, o braço controlado é anexado ao cabo de um tampão do molde 424, que está sendo inserido em uma cavidade do molde através dos canais refratários mostrados.

Em modalidades desta invenção em que o braço controlado é utilizado para a aplicação de ar ou lubrificante nas cabeças de partida, descritas anteriormente com mais detalhes, os condutos ou mangueiras, ou uma parte destas, podem ser montados no braço controlado 420, ou eles podem ser completamente montados em qualquer lugar e presos por um adaptador adequado do braço controlado 420. A figura 17 é uma vista em perspectiva da modalidade da invenção ilustrada na figura 16, somente uma vista mais de perto. A figura 17 ilustra que o braço controlado 420 está sendo inserido em um tampão do molde 424 através do sistema de alimentação de metal em fusão refratário e em uma cavidade do molde. A figura 17 mostra a cerca perimétrica 403 com feixes de luz ou laser 404, poço de vazamento 402, mesa de vazamento ou de molde 401, canais de metal em fusão refratários 430, aberturas do molde 405 no refratário acima das cavidades do molde, tampões do molde 426 com cabos do tampão do molde 426a armazenados, retidos ou mantidos em uma estrutura 403 para acesso pelo braço controlado 430. A figura 17 mostra ainda a primeira seção do braço 422, segundo seção do braço 423, parte superior de refratário 407 e base do braço controlado 421.

Versados na tecnologia percebem o benefício potencial que as modalidades desta invenção proporcionam, que pode ser uma área do poço sem pessoas. Embora inúmeras precauções de segurança seja continuamente tomadas, existe sempre pelo menos um certo perigo, quando pessoas estão por perto do material a alta temperatura, tal como alumínio fundido e/ou equipamento pesado. Modalidades desta invenção removerão pessoas da área durante a operação e no caso de uma sangria. Métodos anteriores incluem um operador ter que agarrar manualmente um tampão do molde, aventurar-se fora mesa do molde e inserir o tampão do molde na cavidade do molde para interromper o fluxo de alumínio fundido. Sistemas anteriores também no geral exigem que o operador se aventure manualmente a área do poço para aplicar ar nas cabeças de partida e lubrificação nas cabeças de partida antes de a mesa ser posta sobre as cabeças, para prepará-las para o processo de vazamento. Modalidades desta invenção eliminam a necessidade de se ter operadores para realizar tais tarefas, já que essas tarefas e outras mais podem ser executadas pelo braço controlado ou pela máquina x-y supradescritos.

Especialistas na tecnologia percebem que existem inúmeros outros diferentes braços controlados e sistemas de controle para os braços controlados que se encontram disponíveis e que podem ser utilizados em modalidades desta invenção, sem nenhum particular sendo exigido para a prática das ditas modalidades. Com os sistemas disponíveis na tecnologia, os sistemas de controle disponíveis fornecem ferramentas para fazer com que qualquer braço controlado particular desempenhe tarefas e funções aqui providas.

Portanto, em uma sequência típica em uma modalidade desta invenção, o braço controlado pode ser programado para utilizar um bico de ar em cada cabeça de partida, tanto com a mesa do molde deslocada para fora do caminho como através das cavidades do molde. Uma vez que o ar e outros contaminantes sejam removidos, então o braço controlado pode utilizar um bico lubrificante para aplicar um lubrificante ou óleo nas cabeças de partida, conforme é sabido na tecnologia. Uma vez que as cabeças de partida estejam suficientemente preparadas, a mesa do molde pode se mover de volta sobre as cabeças de partida, ou basculadas de volta para baixo sobre as cabeças de partida para começar a introdução de metal em fusão nas cavidades do molde para começar o processo de vazamento.

Durante o vazamento, cada uma das cavidades do molde então inclui um detector de sangria para sentir ou detectar uma condição de sangria.

Uma vez que a condição de sangria seja detectada, o controlador identifica a cavidade do molde, ou cavidades do molde, e instrui o braço controlado para obter um tampão do molde na estrutura de tampão do molde e inseri-lo nessa, ou nessas, cavidades do molde. O sistema pode também, mas não precisa, fazer com que o processo de vazamento seja alterado ou interrompido.

Conforme especialistas na tecnologia percebem, existem inúmeras modalidades desta invenção, e variações de elementos e componentes que podem ser usados, todos de acordo com o escopo desta invenção.

Por exemplo, uma modalidade da invenção pode ser um sistema para interromper o fluxo de metal em fusão através de pelo menos uma de uma pluralidade de cavidades do molde, cada uma das quais fica posicionada em uma coordenada x-y em uma mesa do molde, cada cavidade do molde incluindo uma entrada da cavidade do molde e uma saída da cavidade do molde, o sistema sendo composto de: uma pluralidade de sensores, cada qual posicionado em relação a uma de uma pluralidade de saídas da cavidade do molde, de maneira tal a detectar a ocorrência de uma condição de sangria de metal em fusão, e cada um da pluralidade de sensores configurado para fornecer um sinal de condição de sangria; um tampão da cavidade do molde correspondente em tamanho à pluralidade de entradas da cavidade do molde, de maneira tal que, quando inserido na entrada da cavidade do molde, ou próximo a ela, o tampão da cavidade do molde interrompa o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde; um braço robótico controlado por um controlador do braço robótico, um braço robótico tendo um alcance do braço e sendo disposto em disposição de recuperação em relação ao tampão da cavidade do molde, e adicionalmente em que o braço robótico é extensível para inserir o tampão da cavidade do molde na pluralidade de entradas da cavidade do molde, ou próximo a elas, para interromper o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde; e o controlador do braço robótico é configurado para utilizar um primeiro sinal de condição de sangria e uma primeira coordenada x-y predeterminada para a cavidade do molde na qual a primeira condição de sangria de metal em fusão ocorreu, e adicionalmente para controlar o braço robótico para colocar o tampão da cavidade do molde na entrada da cavidade do molde, ou próximo a ela, para interromper o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde na qual ocorreu a condição de sangria de metal em fusão. Uma modalidade adicional dela pode compreender adicionalmente: uma pluralidade de tampões da cavidade do molde correspondentes em tamanho à pluralidade de entradas da cavidade do molde, de maneira tal que, quando inseridos nas entradas da cavidade do molde, ou próximos a ela, os tampões da cavidade do molde interrompam o fluxo de metal em fusão através das cavidades do molde; e adicionalmente em que o controlador do braço robótico é configurado para utilizar uma pluralidade de sinais de condição de sangria e uma pluralidade de coordenadas x-y predeterminadas correspondentes para as cavidades do molde nas quais ocorreram as condições de sangria de metal em fusão, e adicionalmente para controlar o braço robótico para colocar a pluralidade de tampões da cavidade do molde nas entradas da cavidade do molde, ou próximo a ela, para interromper o fluxo de metal em fusão através das cavidades do molde nas quais ocorreu a condição de sangria de metal em fusão.

Ainda em uma modalidade adicional do exposto, pode ser provido um sistema que compreende adicionalmente: uma pluralidade de cabeças de partida, cada qual posicionada abaixo de uma da pluralidade de cavidades do molde durante o vazamento, cada cabeça de partida tendo uma coordenada x-y predeterminada; em que o braço robótico é adicionalmente controlado para conferir um fluxo de gás na pluralidade de cabeças de partida antes do vazamento; e/ou em que o braço robótico é adicionalmente controlado para aplicar um lubrificante na pluralidade de cabeças de partida antes do vazamento. O sistema apresentado pode ser adicionalmente concebido de maneira tal que o sensor seja um sensor de arame fusível composto de um metal de base central com uma temperatura de fusão predeterminada que fica abaixo de uma temperatura do metal em fusão a ser vazado através do molde de vazamento; e uma camada isolante circunferencialmente ao metal de base central, a dita camada isolante incluindo uma temperatura de fusão predeterminada. O arame fusível pode ser, por exemplo, uma solda branca.

Em uma modalidade do método da invenção, um método para interromper o fluxo de metal em fusão através das cavidades do molde em uma mesa do molde de metal em fusão pode ser provido, composto de: prover uma mesa do molde de metal em fusão com uma pluralidade de cavidades do molde, cada uma da pluralidade de cavidades do molde posicionada em uma coordenada x-y na mesa do molde, e cada uma da pluralidade de cavidades do molde tendo uma entrada da cavidade do molde e uma saída da cavidade do molde; prover uma pluralidade de sensores, cada qual posicionado em relação a uma da pluralidade de saídas da cavidade do molde, de maneira a detectar a ocorrência de uma condição de sangria de metal em fusão, e cada um da pluralidade de sensores configurado para fornecer um sinal de condição de sangria; prover um tampão da cavidade do molde correspondente em tamanho à pluralidade de entradas da cavidade do molde, de maneira tal que, quando inseridos na entrada da cavidade do molde, ou próximo a ela, o tampão da cavidade do molde interrompa o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde; prover um braço robótico controlado por um controlador do braço robótico, o braço robótico sendo disposto para recuperar o tampão da cavidade do molde e inserir o tampão da cavidade do molde na pluralidade de entradas da cavidade do molde, ou próximo a elas, para interromper o fluxo de metal em fusão através dessa cavidade do molde; prover um controlador do braço robótico configurado para utilizar o sinal da condição de sangria e uma coordenada x-y predeterminada para a cavidade do molde na qual ocorreu a condição de sangria, e adicionalmente para controlar o braço robótico para colocar o tampão da cavidade do molde na entrada da cavidade do molde, ou próximo a ela, para interromper o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde na qual ocorreu a condição de sangria de metal em fusão; começar o vazamento de metal em fusão através da mesa do molde; detectar uma condição de sangria de metal em fusão de uma ou mais da pluralidade de cavidades do molde, fornecer a coordenada x-y para a condição de sangria de metal em fusão de uma da pluralidade de cavidades do molde ao controlador do braço robótico; controlar o braço robótico para recuperar um da pluralidade de tampões da cavidade do molde; e controlar o braço robótico para inserir um da pluralidade de tampões a cavidade do molde na entrada da cavidade do molde, ou próximo a ela, onde a condição de sangria de metal em fusão foi detectada, interrompendo assim o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde. A modalidade no parágrafo anterior pode ser adicionalmente composta de: prover o controlador do braço robótico configurado para utilizar um bico de gás para aplicar gás à pluralidade de cabeças de partida; e, antes do início do vazamento, controlar o braço robótico para aplicar um fluxo de gás à pluralidade de cabeças de partida. O gás pode ser, preferivelmente, ar.

Em uma outra modalidade da invenção, um sistema de vazamento de metal em fusão automatizado para vazar metal em fusão com uma mesa do molde em uma área de vazamento pode ser provido, em que o sistema de vazamento é composto de: uma mesa do molde em uma área de vazamento de metal em fusão, a mesa do molde incluindo uma pluralidade de moldes, cada qual com uma cavidade do molde correspondente, e cada qual disposto para receber metal em fusão; uma pluralidade de cabeças de partida, cada qual correspondendo a um da pluralidade de moldes; um braço controlado montado na área de vazamento, o braço controlado sendo configurado para cessar a pluralidade de moldes; e um perímetro da área de vazamento em tomo da área de vazamento e que define uma área na qual pessoas não precisam ir durante o vazamento. Esta modalidade pode ser adicionalmente composta de uma pluralidade de sensores de detecção de sangria de metal em fusão, cada sensor de detecção de sangria sendo posicionado em um da pluralidade de moldes, e cada sensor de detecção de sangria sendo conectado de forma operante ao braço controlado; uma pluralidade de tampões do molde configurada para ser acessada pelo braço controlado; e em que o braço controlado é configurado de maneira tal que, quando for detectada uma condição de sangria em um da pluralidade de moldes, o braço controlado se anexa a um da pluralidade de tampões do molde e insere um da pluralidade de tampões do molde no molde no qual a sangria foi detectada, bloqueando assim o fluxo de metal em fusão através do molde no qual a sangria foi detectada. O sistema exposto pode ser adicionalmente concebido de maneira tal que o sensor seja um sensor de arame fusível composto de um metal da base central com uma temperatura de fusão predeterminada que fica abaixo da temperatura do metal em fusão a ser vazado através do molde de vazamento; e uma camada isolante circunferencialmente em tomo do metal da base central, a dita camada isolante incluindo uma temperatura de fusão predeterminada. O arame fusível pode ser, por exemplo, solda branca. A modalidade no parágrafo anterior pode também compreender adicionalmente de: prover um controlador do braço robótico configurado para utilizar um bico de gás para aplicar gás na pluralidade de cabeças de partida; e, antes do início do vazamento, controlar o braço robótico para aplicar um fluxo de gás na pluralidade de cabeças de partida. O gás pode ser, preferivelmente, ar. A modalidade no segundo parágrafo anterior pode também compreender adicionalmente prover o controlador do braço robótico configurado para utilizar um bico de líquido montado na área de vazamento, o bico de líquido sendo configurado para ser acessado pelo braço controlado; e em que o braço controlado é configurado para se anexar ao bico de líquido e mover o bico de líquido seqüencialmente na pluralidade de cabeças de partida para aplicar líquido a elas. O líquido pode ser lubrificante e/ou um agente de desprendimento.

Em uma outra modalidade da invenção, um sistema de controle para uso com sistema de vazamento de metal em fusão que inclui uma mesa do molde em uma área de vazamento, a mesa do molde incluindo uma pluralidade de moldes e uma pluralidade de cabeças de partida correspondente à pluralidade de moldes, o sistema de controle pode ser provido compreendendo: uma pluralidade de sensores de detecção de sangria configurada para colocação na pluralidade de moldes; e um dispositivo x-y controlado conectado de forma operante à pluralidade de sensores de detecção de sangria, o dispositivo x-y compreendendo: uma mão mecânica configurada para se anexar a um tampão do molde de metal em fusão, o dispositivo x-y sendo adicionalmente configurado para fazer com que a mão mecânica se anexe a um tampão do molde e mova o tampão do molde para um da pluralidade de moldes no qual a condição de sangria foi detectada. A modalidade do sistema de controle no parágrafo anterior pode ser adicionalmente: montada na área de vazamento; e/ou em um braço controlado.

Em uma outra modalidade da invenção, um sistema de automação para vazar metal em fusão com uma mesa do molde é provido, o sistema compreendendo o seguinte: uma mesa do molde em uma área de vazamento de metal em fusão, a mesa do molde incluindo uma pluralidade de moldes, cada qual com uma cavidade do molde correspondente; uma pluralidade de cabeças de partida, cada qual correspondente a um da pluralidade de moldes; um braço controlado montado na área de vazamento, o braço controlado sendo configurado para acessar a pluralidade de moldes; uma pluralidade de sensores de detecção de sangria de metal em fusão, cada sensor de detecção de sangria sendo posicionado em um da pluralidade de moldes; iniciar o vazamento do metal em fusão através da mesa do molde; detectar uma condição de sangria com um da pluralidade de sensores de detecção de sangria em um da pluralidade de moldes; e mover o braço controlado para colocar o tampão do molde no molde no qual a condição de sangria foi detectada. O sistema exposto pode ser adicionalmente concebido de maneira tal que o sensor seja um sensor de arame fusível composto de um metal da base central com uma temperatura de fusão predeterminada que fica abaixo da temperatura do metal em fusão a ser vazado através do molde de vazamento; e uma camada isolante circunferencialmente em tomo do metal da base central, a dita camada isolante incluindo uma temperatura de fusão predeterminada. O arame fusível pode ser, por exemplo, solda branca.

Uma outra modalidade do método pode ser provida, um método para automatizar o vazamento de metal em fusão em uma mesa do molde em uma área de vazamento, a mesa do molde incluindo uma pluralidade de moldes, cada qual com uma cavidade do molde correspondente, compreendendo o seguinte: prover um braço controlado montado na área de vazamento, o braço controlado sendo configurado para acessar a pluralidade de moldes; prover uma pluralidade de sensores de detecção de sangria de metal em fusão, cada sensor de detecção de sangria sendo posicionado em um da pluralidade de moldes; iniciar o vazamento de metal em fusão através da mesa do molde; detectar uma condição de sangria com um da pluralidade de sensores de detecção de sangria; e mover o braço controlado para anexar a um tampão do molde; mover o braço controlado com o tampão do molde anexado, para o molde no qual a condição de sangria é detectada; e inserir o tampão do molde na cavidade do molde do molde no qual a condição de sangria é detectada, interrompendo assim o fluxo de metal em fusão através do dito molde.

Também em uma outra modalidade, um sensor de arame fusível é provido para uso como um detector de sangria de metal em fusão em um molde de vazamento de metal em fusão, o sensor de arame fusível compreendendo: um metal da base central com uma temperatura de fusão predeterminada que é inferior à temperatura do metal em fusão a ser vazado através do molde de vazamento; uma camada isolante circunferencialmente em tomo do metal da base central, a dita camada isolante incluindo uma temperatura de fusão predeterminada. O metal da base central do sensor de arame fusível pode, mas não precisa ser, solda branca. Especialistas na tecnologia percebem que qualquer um dos diversos diferentes materiais pode ser utilizado no âmbito desta invenção, sem que nenhum particular seja exigido para sua prática.

De conformidade com o estatuto, a invenção foi descrita em linguagem mais ou menos específica de recursos estruturais e metodológicos.

Entretanto, deve-se entender que a invenção não está limitada aos recursos específicos mostrados e descritos, uma vez que os mecanismos aqui divulgados compreendem formas preferidas de colocar a invenção em prática. A invenção está, portanto, reivindicada em qualquer de suas formas ou modificações de acordo com o devido escopo das reivindicações anexas devidamente interpretadas de acordo com a doutrina de equivalentes.

Claims (16)

1. Sistema para interromper o fluxo de metal em fusão através de pelo menos uma de uma pluralidade de cavidades do molde (177, 178), cada uma das quais fica posicionada em uma coordenada x-y em uma mesa do molde (150, 170), cada cavidade do molde incluindo uma entrada da cavidade do molde (134) e uma saída da cavidade do molde (136), com o sistema compreendendo: uma pluralidade de sensores (129), cada qual posicionado em relação a uma de uma pluralidade de saídas (136) da cavidade do molde, de maneira a detectar a ocorrência de uma condição de sangria de metal em fusão, estando cada sensor da pluralidade de sensores (129) configurado para fornecer um sinal de condição de sangria; um tampão da cavidade do molde (138) correspondente em tamanho à pluralidade de entradas da cavidade do molde, de maneira tal que, quando inserido na ou próxima à entrada da cavidade do molde, o tampão da cavidade do molde (138, 185) interrompe o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde; e, um dispositivo x-y (179, 350) controlado por um controlador (280), o dispositivo x-y (179, 350) compreendendo um mecanismo de anexação (184, 385) configurado para anexar ao tampão de molde e mover o tampão de molde para um molde da pluralidade de moldes onde uma condição de sangria é detectada, caracterizado pelo fato de que o controlador (280) é configurado para utilizar um primeiro sinal de condição de sangria e uma primeira coordenada x-y predeterminada para a cavidade do molde na qual a primeira condição de sangria de metal em fusão ocorreu, e para controlar adicionalmente o dispositivo x-y (179) para colocar o tampão da cavidade do molde (138) na ou próximo à entrada da cavidade do molde, para interromper o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde na qual ocorreu a condição de sangria de metal em fusão.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo x-y é um braço robótico (179) controlado pelo controlador (280), cujo braço robótico tem um alcance e fica disposto numa posição retraída em relação ao tampão da cavidade do molde, sendo que o braço robótico (179) também é extensível para inserir o tampão da cavidade do molde na ou próximo à entrada da ou das cavidades do molde, para interromper o fluxo de metal em fusão através daquela cavidade do molde.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma pluralidade de tampões da cavidade do molde (138) correspondentes em tamanho à pluralidade de entradas (134) da cavidade do molde, de maneira tal que, quando inseridos nas ou próximo às entradas da cavidade do molde, os tampões da cavidade do molde (138) interrompam o fluxo de metal em fusão através das cavidades do molde (271, 272, 273), sendo que o controlador do braço robótico (280) é configurado para utilizar uma pluralidade de sinais de condição de sangria e uma pluralidade de coordenadas x-y predeterminadas correspondentes para as cavidades do molde nas quais ocorreram as condições de sangria de metal em fusão, e para controlar adicionalmente o braço robótico (179) para colocar a pluralidade de tampões da cavidade do molde (138, 185) nas ou próximo às entradas da cavidade do molde, para interromper o fluxo de metal em fusão através das cavidades do molde (271, 272, 273) nas quais ocorreu a condição de sangria de metal em fusão.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma pluralidade de cabeças de partida, cada qual posicionada abaixo de uma da pluralidade de cavidades do molde (177, 178) durante o vazamento, cada cabeça de partida tendo uma coordenada x-y predeterminada, onde o braço robótico (179) é adicionalmente controlado para conferir um fluxo de gás na pluralidade de cabeças de partida antes do vazamento.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o braço robótico (179) é adicionalmente controlado para aplicar um lubrificante na pluralidade de cabeças de partida antes do vazamento.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo x-y (350) é adicionalmente configurado para anexar um bico de gás (346) e mover o bico de gás para cada uma de uma pluralidade de cabeças de partida (351, 352, 353, 354) e também é configurado para aplicar gás através do bico de gás (346) para cada uma das cabeças de partida (351, 352, 353, 354) para remover umidade e outros elementos das cabeças de partida (351,352,353,354).

7. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o bico de gás (346) e um bico de ar comprimido e o gás aplicado a cada uma das cabeças de partida (351, 352, 353, 354) é o ar.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo x-y é adicionalmente configurado para anexar um bico de líquido (358) e mover o bico de líquido para cada uma de uma pluralidade de cabeças de partida (351, 352, 353, 354) e também é configurado para aplicar gás através do bico líquido (358) para cada uma das cabeças de partida (351, 352, 353, 354) para preparar as mesmas para o processo de fundição.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o bico de líquido (358) e um bico de lubrificação e o líquido aplicado a cada uma das cabeças de partida (351, 352, 353, 354) é um lubrificante.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o bico de líquido (358) e um bico de agente de desprendimento e o líquido aplicado a cada uma das cabeças de partida (351, 352, 353, 354) é um agente de desprendimento.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sensores (129) são sensores de arame fusível composto de um metal da base central com uma temperatura de fusão predeterminada que fica abaixo de uma temperatura do metal em fusão a ser vazado através do molde de vazamento, havendo uma camada isolante circunferencialmente em tomo do metal de base central, com a camada isolante tendo uma temperatura de fusão predeterminada.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o metal da base central do sensor de arame fusível é solda branca.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por fazer parte de um sistema de vazamento de metal em fusão que compreende ainda a mesa do molde em uma área de vazamento (400), onde o dispositivo x-y (350) controlado está montado na área de vazamento.

14. Método para interromper o fluxo de metal em fusão através de pelo menos uma de uma pluralidade de cavidades do molde (177, 178), em uma mesa do molde (150, 170) de metal em fusão, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: prover uma mesa do molde de metal em fusão com uma pluralidade de cavidades do molde (177, 178), com cada cavidade do molde da pluralidade de cavidades do molde estando posicionada em uma coordenada x-y na mesa do molde (170, 401), e com cada uma da pluralidade de cavidades do molde tendo uma entrada (134) da cavidade do molde e uma saída (136) da cavidade do molde; prover uma pluralidade de sensores (129), cada qual posicionado em relação a uma da pluralidade de saídas da cavidade do molde, de maneira a detectar a ocorrência de uma condição de sangria de metal em fusão, e cada um da pluralidade de sensores (129) configurado para fornecer um sinal de condição de sangria; prover um tampão da cavidade do molde (138) correspondente em tamanho à pluralidade de entradas da cavidade do molde, de maneira tal que, quando inseridos na ou próximo à entrada da cavidade do molde, o tampão da cavidade do molde (138) interrompa o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde; prover um dispositivo x-y (179, 350) controlado compreendendo um mecanismo de anexação (184, 385) configurado para anexar ao tampão de molde e mover o tampão de molde para um molde da pluralidade de moldes onde uma condição de sangria é detectada, começar o vazamento de metal em fusão através da mesa do molde; detectar uma condição de sangria de metal em fusão de uma ou mais da pluralidade de cavidades do molde; fornecer a coordenada x-y para a condição de sangria de metal em fusão de uma da pluralidade de cavidades do molde (177, 178) ao dispositivo x-y (179, 350) controlado; controlar o dispositivo x-y (179, 350) controlado para recuperar um da pluralidade de tampões da cavidade do molde (138); e controlar o dispositivo x-y (179, 350) controlado para inserir um da pluralidade de tampões da cavidade do molde (138) na ou próximo à entrada (134) da cavidade do molde, onde a condição de sangria de metal em fusão foi detectada, interrompendo assim o fluxo de metal em fusão através da cavidade do molde.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de prover um dispositivo x-y controlado compreende a provisão de um braço robótico (179) controlado por um controlador de braço robótico (180), sendo o braço robótico disposto para recuperar o tampão da cavidade do molde (138) e para inserir o tampão da cavidade do molde na ou próximo à entrada (134) da ou das cavidades do molde, para interromper o fluxo de metal em fusão através daquela cavidade do molde; e, a provisão do controlador de braço robótico (180) configurado para utilizar para utilizar uma pluralidade de sinais de condição de sangria e uma pluralidade de coordenadas x-y predeterminadas correspondentes para as cavidades do molde nas quais ocorreram as condições de sangria de metal em fusão, e para controlar adicionalmente o braço robótico (179) para colocar a pluralidade de tampões da cavidade do molde (138, 185) nas ou próximo às entradas (134) da cavidade do molde, para interromper o fluxo de metal em fusão através das cavidades do molde (271, 272, 273) nas quais ocorreu a condição de sangria de metal em fusão.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente as etapas de: prover o controlador do braço robótico (280) configurado para utilizar um bico de gás (259) para aplicar gás na pluralidade de cabeças de partida; e, antes do início do vazamento, controlar o braço robótico (179) para aplicar um fluxo de gás na pluralidade de cabeças de partida.