ES2353267T3 - Aparato para generar y manipular un chorro de fluido a alta presiã“n. - Google Patents

Abstract

Un sistema de chorro de fluido a alta presión que comprende: un conjunto de movimiento (20) para la manipulación de un conjunto de chorro de fluido a alta presión y que tiene una muñeca de cardán configurada para acoplarse a un puente (11) para el movimiento a lo largo de un eje longitudinal (68) del puente (11), la muñeca de cardán está provista con un primer motor (40) que tiene un primer eje de giro (82) en el que el primer eje de giro (82) es el eje de giro de un árbol de motor respectivo del primer motor y con un segundo motor (41) que tiene un segundo eje de giro (83) en el que el segundo eje de giro (83) es el eje de giro de un árbol de motor respectivo del segundo motor, en el que el primer eje de giro (82) es perpendicular al segundo eje de giro (83), caracterizado porque los ejes primero y segundo de giro (82, 83) no son ni paralelos ni perpendiculares al eje longitudinal (68) del puente (11).

Description

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Ámbito de la invención

La presente invención se refiere a un aparato para generar y manipular un chorro de fluido a alta presión y, más particularmente, a un sistema de chorro de fluido 5 a alta presión de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Dicho sistema se

conoce por el documento DE 19 810 333 A1.

Descripción de la técnica relacionada

Los chorros de fluido a alta presión, incluyendo chorros de agua abrasivos a alta presión, se utilizan para cortar una gran variedad de materiales en muchas 10 industrias diferentes. Actualmente hay disponibles sistemas para la generación de chorros de agua abrasivos a alta presión, por ejemplo, el sistema Paser 3 fabricado por Flow International Corporation, el cesionario de la invención. Un sistema de corte por chorro abrasivo de este tipo que se muestra y describe en la Patente de EE.UU. de Flow Nº 5.643.058. En tales sistemas, el fluido a alta presión, por lo general agua, 15 fluye a través de un orificio en un cabezal de corte para formar un chorro a alta presión, en el que las partículas abrasivas son arrastradas a medida que el chorro fluye a través de un tubo de mezcla. El chorro de agua abrasivo a alta presión se descarga desde el tubo de mezcla y se dirige hacia una pieza de trabajo para cortar la pieza de trabajo a lo largo de una trayectoria seleccionada. La técnica anterior

20 relacionada se describe también en el documento EP 0 469 221 A. Actualmente hay disponibles varios sistemas para mover un chorro de fluido a alta presión a lo largo de una trayectoria seleccionada. (Los términos "chorro de fluido a alta presión" y "chorro" utilizados de principio a fin deben entenderse que incorporan todos los tipos de chorros de fluido a alta presión, incluyendo pero no

25 limitado a chorros de agua a alta presión y chorros de agua a alta presión abrasivos.) Tales sistemas se denominan comúnmente como máquinas de dos ejes, tres ejes y cinco ejes. Las máquinas convencionales de tres ejes montan el conjunto de cabezal de corte en un cilindro hidráulico que imparte movimiento vertical a lo largo de un eje Z, es decir, acercándose y alejándose de la pieza de trabajo. El cilindro hidráulico, a su

30 vez, se monta en un puente mediante un carro, el carro se mueve libremente en paralelo a un eje longitudinal del puente en un plano horizontal. El puente se monta deslizante en uno o más carriles para moverse en una dirección perpendicular al eje longitudinal del puente. De esta manera, el chorro de fluido a alta presión generado por el conjunto de cabezal de corte se mueve a lo largo de una trayectoria deseada en

35 un plano X-Y, y se levanta y se baja con relación a la pieza de trabajo, según pueda

desearse. Las máquinas convencionales de cinco ejes trabajan de una manera similar pero permiten el movimiento alrededor de dos ejes de giro adicionales, por lo general alrededor de un eje horizontal y un eje vertical.

La manipulación de un chorro alrededor de cinco ejes puede ser útil por

5 diversas razones, por ejemplo para cortar una figura de tres dimensiones. Tal manipulación también puede ser deseable para corregir las características de corte del chorro o para las características del resultado del corte. Más particularmente, tal como entenderá un experto en la técnica, un corte producido por un chorro, tal como un chorro de agua abrasivo, tiene características que difieren de los cortes producidos por

10 los procesos de mecanizado más tradicionales. Dos de las características de corte que pueden resultar del uso de un chorro de fluido a alta presión se conocen como estrechamiento o rastro posterior. El estrechamiento se refiere al ángulo relativo de un plano de la pared de corte con un plano formado por los vectores del chorro y la dirección transversal.

15 Rastro posterior, también conocido como arrastre, identifica los fenómenos del chorro de fluido que sale de la pieza de trabajo en un punto detrás del punto de entrada del chorro en la pieza de trabajo, en relación con la dirección de desplazamiento. Estas dos características de corte, a saber, el estrechamiento y el rastro posterior, se manifiestan en sí mismas en anomalías geométricas que pueden

20 ser aceptables o no, teniendo en cuenta el producto final deseado. El estrechamiento no suele ser aceptable y es necesario un proceso de mecanizado adicional para enderezar las paredes del corte. El rastro posterior afecta al corte alrededor de esquinas y curvas, el retraso que da como resultado una mordedura no deseable en la parte inferior (salida del chorro) del corte. En situaciones en las que es deseable

25 minimizar o eliminar el estrechamiento y el rastro posterior, los sistemas convencionales de corte 3D se han venido utilizando con velocidades de desplazamiento considerablemente reducidas, principalmente mediante prueba y error, para permitir que el chorro propague características para alterar favorablemente la geometría del corte. Como este proceso se realiza normalmente por prueba y error

30 manual, consume mucho tiempo y a menudo sin éxito. Los solicitantes creen que es deseable y posible proporcionar un mejor sistema para la generación y manipulación de un chorro de fluido a alta velocidad, para el movimiento a lo largo de uno o más ejes. La presente invención proporciona dicha sistema.

35 BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un sistema de fluido a alta presión de acuerdo con la reivindicación 1. En resumen, la presente invención proporciona un sistema mejorado para la generación y manipulación de un chorro de fluido a alta presión, por ejemplo, un chorro de agua abrasivo a alta presión. Preferiblemente, un

5 conjunto portaherramientas se acopla a un cilindro hidráulico para el movimiento a lo largo de un eje vertical que es perpendicular a una pieza de trabajo que va a ser cortada por un chorro de fluido a alta presión. El cilindro hidráulico se acopla deslizante en un puente mediante un carro para el movimiento a lo largo de un eje que es paralelo a un eje longitudinal del puente. El puente a su vez se monta deslizante en

10 uno o más carriles para permitir que el puente se mueva en una dirección perpendicular a su eje longitudinal en un plano horizontal. De esta manera, el conjunto de portaherramientas se mueve selectivamente a lo largo de un eje X, Y y Z, como se conoce en la técnica. El conjunto portaherramientas incluye un conjunto de cabezal de corte que

15 lleva tanto un orificio para generar un chorro de fluido a alta presión como un tubo de mezcla colocado dentro del cuerpo de cabezal de corte aguas abajo del orificio. El cabezal de corte se acopla a un suministro de fluido a alta presión, y también puede acoplarse a un suministro de material abrasivo, para generar un chorro de fluido abrasivo a alta presión o a alta velocidad, como se conoce en la técnica.

20 De acuerdo con una realización preferida, un conjunto de movimiento se acopla al cabezal de corte mediante una pinza que se coloca alrededor del cuerpo del cabezal de corte. En una realización preferida, la pinza se acopla al cabezal de corte aguas abajo de la ubicación del orificio. Mediante el acoplamiento del conjunto de movimiento al cabezal de corte al lado del tubo de mezcla, se consigue mayor

25 precisión en la colocación y la manipulación del chorro. Una superficie interna de la pinza se empareja con una superficie exterior del conjunto de cabezal de corte para soportar y colocar plenamente el cabezal de corte. Un conjunto de cuerpo de boquilla se acopla desmontable al conjunto de cabezal de corte justo aguas arriba del orificio. Dado que la pinza soporta el conjunto

30 de cabezal de corte, el conjunto cuerpo de boquilla puede separarse del cabezal de corte para permitir el acceso al orificio, sin quitar el conjunto de cabezal de corte de la pinza. Como los orificios se desgastan y han de ser sustituidos, esta facilidad de acceso proporciona un beneficio significativo sobre los sistemas convencionales. Del mismo modo, el conjunto de cabezal de corte tiene un fácil acceso y se

35 retira fácilmente del conjunto portaherramientas si así se desea. En una realización preferida, un mecanismo de liberación rápida que acopla una primera parte de la pinza con una segunda parte de la pinza puede liberarse a mano, sin el uso de herramientas, para permitir que la pinza se abra, permitiendo el acceso al cuerpo de cabezal de corte. Una guía dispuesta en la pinza aguas arriba de la primera y segunda

5 partes de la pinza, soporta el conjunto de cuerpo de boquilla de una manera que soporta el peso cuando el conjunto de cabezal de corte se separa del conjunto de cuerpo de boquilla y se retira de la pinza. Un miembro de alineación dispuesto de forma triangular dispuesto en una superficie interior de la pinza permite que el cabezal de corte sea colocado con precisión y vuelo a colocar en un sitio predefinido.

10 El conjunto de movimiento está provisto de dos motores, cada motor tiene un eje de giro que es perpendicular al otro eje de giro para formar una muñeca de cardán. En una realización preferida, el primer eje de giro está desplazado respecto al eje longitudinal del puente en 45º, equilibrando con ello la masa y reduciendo el momento de inercia respecto el eje horizontal X. Como alternativa, no según la

15 presente invención, los ejes de giro están alineados con los ejes de movimiento X-Y, definidos por ejes paralelos y perpendiculares al eje longitudinal del puente. Una pantalla se acopla a una zona extrema del conjunto de cabezal de corte, rodeando a una región extrema del tubo de mezcla, para contener el aerosol del chorro de agua. La pantalla se hace de un material flexible de modo que cuando el

20 tubo de mezcla y el chorro se manipulan en movimiento 3D, la pantalla flectará cuando entre en contacto con la pieza de trabajo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS DIVERSAS VISTAS DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista isométrica de un conjunto de mecanizado por chorro de fluido a alta presión, dispuesto de acuerdo con la presente invención. 25 La figura 2 es una vista isométrica de un conjunto portaherramientas dispuesto de acuerdo con la presente invención. La figura 3 es una vista isométrica de un sensor de posición de la superficie de material. La figura 4 es una vista isométrica de una parte del conjunto 30 portaherramientas de la figura 2, con una pinza mostrada en una posición cerrada. La figura 5 es una vista isométrica de una parte del conjunto portaherramientas de la figura 2, con una pinza mostrada en una posición abierta. La figura 6 es una vista isométrica de una realización alternativa de una pinza.

La figura 7 es una vista en alzado en sección transversal de una parte del

conjunto de la figura 2. La figura 8 es una vista isométrica de una pantalla. La figura 9 es una vista en sección transversal de una pantalla tomada a lo

5 largo de la línea 9-9 de la figura 8.

La figura 10 es una vista en alzado en sección transversal de una parte del conjunto portaherramientas de la figura 2, que muestra la conexión entre un conjunto de válvula y un cuerpo de boquilla.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

10 Como se ilustra en la Figura 1, se proporciona un sistema 10 de chorro de agua abrasivo a alta presión de acuerdo con una realización preferida de la invención. (Aunque la presente invención se describirá en esta memoria descriptiva en el contexto de un chorro de agua abrasivo, debe entenderse que la presente invención no se limita a chorros de agua abrasivos, sino que puede utilizarse para generar y

15 manipular cualquier tipo de chorro de fluido a alta presión). Un conjunto portaherramientas 14 dispuesto de acuerdo con la presente invención se monta en un cilindro hidráulico 12 para el movimiento a lo largo de del eje vertical Z, como se conoce en la técnica. El cilindro hidráulico 12 se acopla deslizante a un puente 11 para el movimiento a lo largo de un eje que es paralelo a un eje longitudinal 68 del puente

20 11. Como además se conoce en la técnica, el puente 11 se monta en uno o más carriles 13 para permitir que el puente de 11 se mueva en una dirección perpendicular a su eje longitudinal 68. Como se describirá con más detalle a continuación, el conjunto portaherramientas 14 incluye un conjunto de cabezal de corte acoplado a una fuente de fluido a alta presión 55 y un suministro de material abrasivo 56 para generar

25 un chorro de agua abrasivo a alta presión. El chorro de agua abrasivo se descarga desde el conjunto portaherramientas 14 hacia una pieza de trabajo colocada en una mesa/depósito captador 70. El chorro se manipula para cortar la pieza de trabajo a lo largo de una trayectoria seleccionada, utilizando los parámetros seleccionados de funcionamiento, para lograr un producto final deseado.

30 Aunque no se muestra en la figura 1, se entenderá que en el puente 11 puede montarse más de un portaherramientas 14. Como se ilustra en la figura 2, el conjunto portaherramientas 14 incluye un conjunto 15 de cabezal de corte. Como se ve en la figura 7, el conjunto 15 de cabezal de corte está provisto de un cuerpo 16 que recibe un orificio 17 en una ubicación 19 de

35 orificio. También dentro del cuerpo 16 del conjunto 15 de cabezal de corte hay

colocado un tubo de mezcla 18, sujeto en una posición seleccionada y repetible mediante el collar 73 y la tuerca 49 de boquilla. Como es sabido en la técnica, el fluido a alta presión se suministra al orificio 17 a través del cuerpo 30 de boquilla para generar un chorro de fluido a alta presión en el que el material abrasivo puede ser 5 arrastrado a través de la abertura 22. (El conjunto de cabezal de corte 15 está provisto de una segunda abertura 39 para permitir la introducción de un segundo fluido, por ejemplo aire, o para permitir que el cabezal de corte sea conectado a un suministro de vacío o a sensores.) El chorro de fluido a alta presión y el material abrasivo arrastrados fluyen a través del tubo de mezcla 18 y salen del tubo de mezcla como un

10 chorro de agua abrasivo. De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, como se ilustra en las figuras 2-6, un conjunto de movimiento 20 se acopla al conjunto 15 de cabezal de corte mediante una pinza 21 y un soporte 72. En una realización preferida, la pinza 21 se coloca alrededor del cuerpo 16 del conjunto de cabezal de corte y, más

15 preferiblemente, aguas abajo de la ubicación 19 de orificio. Como puede verse mejor en las figuras 5 y 6, una superficie externa 23 del cuerpo 16 se empareja con una superficie interna 24 de la pinza 21 para colocar y soportar en vertical el conjunto 15 de cabezal de corte. Si bien esto puede lograrse de diversas formas, en una realización

20 preferida, se proporciona un saliente 25 en la superficie externa 23 del cuerpo 16, el saliente 25 descansa sobre una repisa 26 dispuesta en la superficie interna 24 de la pinza 21. Como alternativa, una parte elevada de la superficie interna de la pinza se empareja con un rebaje dispuesto en el cuerpo del cabezal de corte. La pinza 21 tiene una primera parte 28 acoplada de manera articulada a

25 una segunda parte 29, la primera y segunda partes de la pinza se afianzan mediante un mecanismo de liberación rápida 81. El mecanismo de liberación rápida permite a un operador abrir la pinza con la mano, sin el uso de herramientas, lo que permite el acceso al conjunto 15 de cabezal de corte. Si bien el mecanismo de liberación rápida se puede lograr de diversas formas, en las figuras se ilustran dos mecanismos. Más

30 particularmente, como se aprecia mejor en las figuras 4 y 5, el mecanismo de liberación rápida puede comprender uno o más sujetadores 27 que se extienden entre la primera parte 28 y la segunda parte 29 de la pinza. En una realización alternativa preferida, como se ilustra en la figura 6, un perno de argolla de acero inoxidable 77 montado giratorio en la primera parte 28 de la pinza mediante un tornillo con resalte 80

35 que se acopla coincidente con el rebaje 79 provisto en la segunda parte 29 de la pinza

cuando la pinza se cierra. El pomo 78 se enrosca entonces hasta que se aprieta contra la superficie posterior de la pinza, trabando juntas con ello las partes primera y segunda.

Un conjunto 30 de cuerpo de boquilla que comprende un cuerpo 100 de

5 boquilla acoplado a un conjunto 53 de válvula, se acopla desmontable al conjunto 15 de cabezal de corte justo aguas arriba del orificio 17, por ejemplo mediante una conexión roscada. Dado que la pinza 21 soporta el conjunto 15 de cabezal de corte aguas abajo del orificio, el conjunto 30 de cuerpo de boquilla puede separarse del cabezal de corte 15 para permitir el acceso al orificio, sin quitar el conjunto 15 de

10 cabezal de corte de la pinza 21. Como los orificios se desgastan y han de ser sustituidos, esta facilidad de acceso proporciona un beneficio significativo sobre los sistemas convencionales. Como puede verse mejor en las figuras 4 y 5, la pinza 21 está provista además con a una guía superior 32 que tiene una abertura 33 a través de la que pasa

15 el conjunto de boquilla 30. Como resultado, si se desea tener acceso al conjunto 15 de cabezal de corte mediante la rápida liberación de la abrazadera 21 y desenroscar el cabezal de corte 15 del conjunto 30 de cuerpo de boquilla, el cuerpo de boquilla 100 y conjunto de válvula 53 acoplados al mismo son soportados verticalmente mediante la guía 32.

20 En una realización preferida de la presente invención, la pinza 21 está provista de un miembro de alineación dispuesto en triangular para colocar el conjunto 15 de cabezal de corte en una ubicación deseada. Dicha alineación se puede lograr de diversas maneras. Por ejemplo, como se ilustra en las figuras 4-6, el miembro de alineación puede comprender tres grupos de dos espigas alineadas en vertical 31 que

25 sobresalen hacia el interior de la superficie interna 24 de la pinza. Si bien las espigas pueden ser parte integrante de la pinza, la facilidad de fabricación se mejora mediante ajuste a presión de las espigas en la superficie interna de la abrazadera. Como alternativa, la superficie interna de la abrazadera se puede configurar para ponerse en contacto con una superficie externa del conjunto de cabezal de corte en sólo tres

30 lugares, por ejemplo, al tener una construcción de bloque en V. Proporcionar un miembro de alineación permite que el conjunto 15 de cabezal de corte se coloque y se vuelva a colocar con precisión en una ubicación predefinida deseada dentro del sistema. La pinza 21 está provista además con una brida 35 que tiene una abertura

35 36 para recibir y soportar un sensor de posición 34. En una realización preferida, el

sensor de proximidad 34 detecta la distancia de separación entre un extremo aguas abajo del tubo de mezcla 18 y la superficie del material que hay que mecanizar. El sensor de posición puede ser de construcción convencional. Como alternativa, como se ilustra en la figura 3, el sensor de posición puede incluir una sonda en ángulo 46, 5 acoplada a un sensor anular 75 situado en torno a una región extrema del tubo de mezcla 18. Si se desea, una superficie inferior del sensor 75 puede tener pequeñas cerdas 76 y/o puede ser esférica para facilitar su movimiento por la pieza de trabajo. El sensor 75 tiene un diámetro interior suficientemente grande, de tal manera que a medida que la punta 46 de la sonda se eleva neumáticamente lejos de la pieza de 10 trabajo, el sensor 75 se mueve hacia arriba alrededor de la circunferencia del tubo de mezcla. Al disponer el sensor de posición proximal al chorro, la precisión del sistema se incrementa. Similarmente, la precisión con la que se coloca y manipula el chorro se mejora por la sujeción del conjunto de movimiento junto al tubo de mezcla, que también sirve para reducir la aceleración mediante el sistema necesario para

15 maniobrar la punta del tubo de mezcla. Por lo tanto se obtienen varias ventajas por la colocación de la pinza y la integración del sensor de posición y la pinza. Un pantalla 37 se acopla a una región extrema 50 del conjunto 15 de cabezal de corte. Como puede apreciarse mejor en las figuras 7-9, la pantalla 37 está provisto de una brida 47, que forma un ajuste con apriete con la ranura 48 en la tuerca

20 49 de boquilla. Una falda anular 45 se extiende hacia abajo desde la brida 47 rodeando a una región extrema 38 del tubo de mezcla 18. De esta manera, la pantalla contiene sustancialmente el aerosol del chorro de fluido abrasivo. La pantalla se hace de un material flexible, por ejemplo poliuretano, de modo que cuando el tubo de mezcla 18 y el chorro se manipulan sobre uno o más ejes, la pantalla 37 flecta a

25 medida que entra en contacto con la pieza de trabajo, los accesorios de la pieza de trabajo o la mesa de corte. Para aumentar aún más la flexibilidad de la pantalla, se proporcionan unas rajas 74 alrededor de la falda anular 45. Si se desea, la brida 47 puede ser telescópica, permitiendo que la pantalla 37 se extienda hacia abajo y hacia arriba en relación con la región extrema del conjunto de cabezal de corte. En una

30 realización preferida, como se muestra en la figura 9, un disco 51 de material duro, tal como carburo, se coloca en una región superior interna 52 de la pantalla. Este disco reduce el desgaste de la pantalla que se produce desde el aerosol que parte del chorro, particularmente cuando el chorro perfora inicialmente la pieza de trabajo. Como puede apreciarse mejor en la figura 2, el conjunto de movimiento 20

35 incluye un primer motor 40 y un segundo motor 41 acoplados para formar una muñeca

de cardán. El conjunto de movimiento 20, y por lo tanto el conjunto portaherramientas 14, se monta en el cilindro hidráulico 12 mediante el soporte 71. Teniendo en cuenta la orientación del acoplamiento, un eje longitudinal 84 del soporte 71 es paralelo a un eje longitudinal 68 del puente 11. En una realización preferida, el primer motor 40 tiene un 5 primer eje de giro 82 y el segundo motor 41 tiene un segundo eje de giro 83, los ejes primero y segundo de giro son perpendiculares entre sí. Como se ilustra en la figura 2, sin embargo, los motores primero y segundo 40, 41 se montan de tal manera que los ejes de giro 82, 83 no son ni paralelos ni perpendiculares al eje longitudinal 68 del puente 11. En una realización preferida, el primer eje de giro 82 está desplazado 10 respecto al eje longitudinal 38 del puente en 45º, equilibrando con ello la masa y reduciendo el momento de inercia respecto el eje horizontal X. Como alternativa, no de acuerdo con la presente invención, los dos ejes horizontales perpendiculares de giro 82, 83 pueden alinearse con los ejes X, Y de movimiento para el sistema, por ejemplo, alineados para ser paralelos y perpendiculares a un eje longitudinal de un puente.

15 Mediante el uso de dos ejes de giro horizontales para inclinar el chorro, en lugar de un eje horizontal y un eje vertical de giro como en los sistemas convencionales de cinco ejes, las líneas de suministro de energía, de material abrasivo, de agua, de aire, etc., no se tuercen con el movimiento del portaherramientas, lo que simplifica la disposición de estos componentes en el sistema.

20 Para proporcionar alta precisión y un diseño compacto, cada uno de los motores primero y segundo tiene preferiblemente un diámetro de no más de 200 mm y una longitud de no más de 250 mm y, más preferiblemente, un diámetro de substancialmente 100 mm y una longitud de sustancialmente 90 mm. Cada uno de los motores primero y segundo, en una realización preferida, tienen una relación de

25 engranajes de reducción de no más de 200:1 y una resolución de codificador de no más de 10.000 impulsos por revolución y, más preferiblemente, una relación de engranajes de reducción de 100:1 y una resolución de codificador de 1.000 impulsos por revolución. Los solicitantes consideran que se obtienen mejores resultados cuando los motores tienen una precisión de elemento de accionamiento de no más de 3,0

30 minutos de arco y una repetibilidad del elemento de accionamiento de más o menos no más de diez segundos de arco. En una realización preferida, la precisión del elemento de accionamiento es de 1,5 minutos de arco y la repetibilidad del elemento de accionamiento es de más o menos 5 segundos de arco. Otras ventajas se obtienen con el uso de motores que tengan un par nominal de no más de 51 Nm y

35 preferiblemente 7,8 Nm. Si se desea, los motores pueden ser de construcción de árbol

hueco, lo que permite que los tubos de alta presión pasen a través del mismo para entregar el fluido a alta presión al cabezal de corte. Como alternativa, como se ilustra en la figura 2, el conjunto portaherramientas 14 incluye un conjunto 42 de fluido a alta presión a través del que

5 pasa la tubería de alta presión para suministrar fluido a alta presión al cabezal de corte, mediante el conjunto de válvula 53. El conjunto 42 de fluido a alta presión incorpora un codo 44 y un pivote 43, el pivote 43 gira libremente alrededor de dos ejes que pueden ser paralelos a los ejes de giro de los motores de muñeca. El uso del pivote 43 permite por lo tanto que el tubo de alta presión contenido en el mismo siga el

10 movimiento impartido por la muñeca de cardán del conjunto de movimiento 20 al conjunto de cabezal de corte 15. Para mejorar aún más la dinámica del sistema, el mayor diámetro 54 del conjunto de válvula 53 no es de más de 10,16 cm (4,0 pulgadas). Como se ilustra en la figura 10, el conjunto 53 de válvula incluye un cuerpo

15 63 de válvula y un mecanismo 64 de válvula que selectivamente permite que el fluido a alta presión fluya a través de ella cuando el cuerpo de válvula se acopla al suministro de fluido a alta presión. En los sistemas convencionales, unas roscas externas en una región superior del cuerpo 100 de boquilla se acoplan con unas roscas dispuestas en una superficie interna del cuerpo 63 de válvula. Sin embargo, dependiendo del punto

20 de partida de la operación de roscar el cuerpo 100 de boquilla en el cuerpo 63 de válvula, no puede predecirse con exactitud la orientación de la vía de acceso de entrada 84 para la tubería de alta presión en el conjunto 53 de válvula y la orientación de las aberturas 22, 39. Por lo tanto tradicionalmente puede llevar varios intentos la alineación del cuerpo 100 de boquilla y el cuerpo 63 de válvula en la ubicación

25 deseada, lo cual es importante, dada la relativa rigidez de la tubería de alta presión. Este problema se resuelve de acuerdo con una realización preferida de la presente invención, en la que un collar 58 que tiene una superficie exterior lisa 65 y una superficie interior roscada 67 se recibe en un rebaje 59 en el cuerpo 63 de válvula. La pared 66 del rebaje 59 también es lisa, de modo que el cuello puede girar libremente

30 dentro del rebaje. La superficie interna roscada 67 del collar 58 se acopla a roscas en la región superior 57 del cuerpo 100 de boquilla. Como tal, el collar 58 se enrosca sobre el cuerpo 100 de boquilla y el conjunto se inserta a continuación en el cuerpo 63 de válvula y se orienta según se desee. Una tuerca 60, llevada por el cuerpo 100 de boquilla, se enrosca a continuación sobre unas roscas 61 dispuestas en una superficie

35 externa 62 del cuerpo de válvula, acoplando con ello el cuerpo de boquilla al conjunto de válvula, al tiempo que se mantiene el cuerpo de boquilla y válvula con la orientación seleccionada.

Un sistema proporcionado de acuerdo con la presente invención imparte por lo tanto movimiento a un chorro de fluido a alta presión alrededor de 1 a 5 ejes, lo que hace que el chorro corte a lo largo de una trayectoria mientras está con una orientación seleccionada. Los parámetros de orientación y los parámetros del proceso para que el sistema se controlan mediante un sistema de software 69.

Claims (8)

1. Un sistema de chorro de fluido a alta presión que comprende: un conjunto de movimiento (20) para la manipulación de un conjunto de

5 chorro de fluido a alta presión y que tiene una muñeca de cardán configurada para acoplarse a un puente (11) para el movimiento a lo largo de un eje longitudinal (68) del puente (11), la muñeca de cardán está provista con un primer motor (40) que tiene un primer eje de giro (82)

10 en el que el primer eje de giro (82) es el eje de giro de un árbol de motor respectivo del primer motor y con un segundo motor (41) que tiene un segundo eje de giro (83) en el que el segundo eje de giro (83) es el eje de giro de un árbol de motor respectivo del segundo motor, en el que el primer eje de giro (82) es perpendicular al segundo eje de giro

15 (83), caracterizado porque los ejes primero y segundo de giro (82, 83) no son ni paralelos ni perpendiculares al eje longitudinal (68) del puente (11).

2. El sistema de chorro de fluido a alta presión de la reivindicación 1, en el que por lo menos uno de los ejes de giro primero y segundo (82, 83) forma un ángulo de 45 grados con el eje longitudinal del puente cuando la muñeca de cardán se acopla con el

20 puente (11).

3. El sistema de chorro de fluido a alta presión de la reivindicación 1 ó 2, en el que la muñeca de cardán se configura para montarse en un cilindro hidráulico, el cilindro hidráulico se monta deslizante en el puente (11) para el movimiento a lo largo del eje longitudinal del puente.

25 4. El sistema de chorro de fluido a alta presión de una de las reivindicaciones

anteriores, que comprende además: un conjunto (15) de cabezal de corte acoplado al conjunto de movimiento y que tiene un cuerpo adaptado para recibir un orificio en una ubicación de orificio para generar un chorro de fluido a alta presión.

30 5. El sistema de chorro de fluido a alta presión de la reivindicación 4, que

comprende además: un conjunto de fluido a alta presión acoplado con el conjunto (15) de cabezal de corte, el conjunto de fluido a alta presión tiene un pivote (43) a través del que pasa la tubería de alta presión para suministrar fluido a alta

35 presión al conjunto de cabezal de corte, permitiendo que la tubería de alta presión siga el movimiento impartido por el conjunto de movimiento al conjunto de cabezal de corte.

6. El sistema de chorro de fluido a alta presión de la reivindicación 5, en el que el pivote (43) se configura para girar alrededor de dos ejes de giro.

5 7. El sistema de chorro de fluido a alta presión de la reivindicación 6 en el que los dos ejes de giro sobre los que se configura el pivote para girar son paralelos a los ejes primero y segundo de giro de los motores primero y segundo (40, 41), respectivamente.

8. El sistema de chorro de fluido a alta presión de acuerdo a una de las

10 reivindicaciones anteriores, en el que cada motor (40, 41) tiene un diámetro de no más de 200 mm y una longitud de no más de 250 mm.

9. El sistema de chorro de fluido a alta presión de acuerdo a una de las reivindicaciones anteriores, en el que cada motor (40, 41) tiene una relación de engranajes de reducción de no más de 200:1 y una resolución de codificador de no

15 más de 10.000 impulsos por revolución (PPR).

10. El sistema de chorro de fluido a alta presión de acuerdo a una de las reivindicaciones anteriores, en el que cada motor (40, 41) tiene un árbol hueco a través del que pasa la tubería de alta presión para suministrar el fluido a alta presión al cabezal de formación de chorro de fluido.

20 11. El sistema de chorro de fluido a alta presión de acuerdo a una de las reivindicaciones anteriores, en el que cada uno de los motores primero y segundo (40, 41) tiene un par nominal de no más de 51 Nm.

12. El sistema de chorro de fluido a alta presión de acuerdo a una de las reivindicaciones anteriores en el que cada motor (40, 41) tiene una precisión de

25 elemento de accionamiento de no más de 3,0 minutos de arco y una repetibilidad del elemento de accionamiento de más o menos no más de 10 segundos de arco.