ES2714376T3 - Aparato de plegado y método de plegado de una pieza de trabajo metálica en forma de placa - Google Patents
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Abstract
Un aparato de plegado (1) para una pieza de trabajo metálica en forma de placa (3), que comprende: una pluralidad de dispositivos de expansión y contracción (20A-20G); una base del aparato en la que está montado el extremo proximal de cada uno de la pluralidad de dispositivos de expansión y contracción (20A-20G), caracterizado por que el aparato de plegado (1) comprende además un dispositivo de succión al vacío o de atracción magnética configurado para succionar una superficie de una pieza de trabajo metálica en forma de placa (3) de una manera amovible; la pluralidad de dispositivos de expansión y contracción (20A-20G) que comprenden cada uno el dispositivo de succión al vacío o de atracción magnética montado en un extremo distal del mismo, siendo cada uno de la pluralidad de dispositivos de expansión y contracción (20A-20G) capaz de expandir y contraer una longitud que varía de un extremo proximal del mismo hasta el dispositivo de succión al vacío o de atracción magnética; y el aparato de plegado (1) está configurado para formar la pieza de trabajo metálica en forma de placa (3) bajo deformación por plegado al expandir y contraer la pluralidad de dispositivos de expansión y contracción (20A- 20G) en un estado en el que el dispositivo de succión al vacío o de atracción magnética succiona o atrae la superficie de la pieza de trabajo metálica en forma de placa (3).
Description
DESCRIPCION
Aparato de plegado y metodo de plegado de una pieza de trabajo metalica en forma de placa
La presente invencion se refiere a un aparato de plegado y a un metodo de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa segun los preambulos de las reivindicaciones 1 y 7, respectivamente (vease, por ejemplo, el documento US-A-6089061). Este aparato y este metodo se refieren a una tecnologia de plegado de una placa de metal, tal como una pieza de trabajo metalica en forma de placa (pieza de trabajo en forma de placa) utilizada como una placa exterior (o un revestimiento) de una aeronave, en forma de arco (forma cilindrica) en una curvatura predeterminada.
Hasta ahora, la cubierta exterior de una aeronave (que tiene una forma, sustancialmente, cilindrica en una seccion transversal horizontal) se obtiene acoplando conjuntamente varias placas exteriores (revestimiento) de la aeronave, estando cada una plegada a una curvatura predeterminada (por ejemplo, cada una con aproximadamente un tamano de un espesor de 2 mm a 10 mm x una anchura de 2,5 m x una longitud de 6 m a 10 m) para conformar una forma cilindrica. Por consiguiente, las piezas de trabajo (piezas de trabajo en forma de placa) de la placa exterior (o revestimiento) cada una cortada en un tamano predeterminado se someten a la conformacion de la punta mediante una prensa plegadora (maquina conformadora) de gran tamano se realiza una por una (plegado de tres puntos) (vease la figura 8) repetidamente a intervalos de aproximadamente 20 mm aproximadamente ciento veinticinco veces, o el plegado de tres puntos se realiza mas veces cuando es necesario el ajuste de una curvatura), conformando de este modo cada una de las piezas de trabajo de la placa exterior (mediante plegado cilindrico o plegado de curvatura constante) en un contorno unico con un radio de curvatura R de aproximadamente 3000 mm. Despues, la pluralidad de piezas de trabajo de la placa exterior (piezas de trabajo en forma de placa), conformandose cada una para tener la curvatura predeterminada, se acoplan entre si, obteniendo de este modo la cubierta exterior de la aeronave.
En este caso, para reducir el peso de la aeronave, se conforma una pluralidad de ranuras de cavidad (abolladuras) en un lado interior (lado que se va a perforar) de la placa exterior de la aeronave, que se sometera a plegado cilindrico. En realidad, hay varios patrones de forma de las ranuras de cavidad (abolladuras) (vease el simbolo de referencia 3A en la figura 1b , y la figura 8).
Cuando una region que tiene las ranuras de cavidad (abolladuras) conformadas en la misma se somete a un plegado cilindrico, como se ilustra en la figura 8, un tablero (tal como un carton (relleno que tiene una dureza casi igual a la dureza de una placa)), que se ajusta a un tamano y forma de cada una de las ranuras de cavidad, se coloca por adelantado (incrustado o ajustado) en cada una de las ranuras de cavidad (por ejemplo, vease la Solicitud de patente japonesa abierta a inspeccion publica N.° 2012-213792 y la Solicitud de patente japonesa N.° 2011-194426), y la conformacion se realiza en un estado en el que se eliminan los concavos y convexos (se iguala el espesor de una region completa de la pieza de trabajo de la placa exterior). De esta manera, se obtiene un producto conformado en un contorno uniforme (producto plegado en una forma cilindrica con una curvatura predeterminada).
En este caso, para obtener un contorno predeterminado (curvatura o perfil), cada vez que se realiza una operacion de prensado varias veces, el operario debe medir el contorno y ajustar minuciosamente la cantidad de empuje de un punzon. Es necesario ajustar minuciosamente el espesor del carton (relleno) para ajustar minuciosamente la cantidad de empuje del punzon. La propia operacion de incrustacion del carton en cada uno de las ranuras de cavidad es complicada y requiere un largo periodo de tiempo. Ademas, incluso un trabajador experto pasa un largo periodo de tiempo para ajustar minuciosamente el espesor del carton (ajustar minuciosamente una altura del mismo). Por consiguiente, en realidad, se tarda, por ejemplo, cuatro horas para conformar y completar una placa exterior.
Ademas, la pieza de trabajo de la placa exterior (pieza de trabajo en forma de placa) de la aeronave es un componente, significativamente, grande que tiene una dimension de anchura de aproximadamente 2,5 m y una dimension de longitud (dimension longitudinal) de aproximadamente 6 a 10 m, a pesar de un pequeno espesor de aproximadamente 2 mm a 10 mm. Por lo tanto, la pieza de trabajo de la placa exterior se desvia debido a un peso propio despues de la conformacion. Por consiguiente, cuando el contorno se mide en el estado de desviacion, en realidad, es dificil realizar con buena precision una inspeccion de si se obtiene o no la curvatura predeterminada, y se requiere una habilidad.
Ademas, para evitar danos en la pieza de trabajo de la placa exterior en el momento de la conformacion, el caucho se enrolla alrededor del punzon, y se coloca una placa de cubierta (que es un miembro mas suave que la pieza de trabajo de la placa exterior) sobre una matriz. Por consiguiente, la precision de la conformacion cambia debido al deterioro envejecido del caucho y la placa de cubierta. Por lo tanto, en la actualidad, es dificil realizar la conformacion con una precision fija durante un largo periodo de tiempo. Ademas, en un metodo de conformacion de punta, la distancia entre los puntos de apoyo delanteros y traseros de la matriz (vease la figura 8) es pequena. Como resultado, se incrementa la carga aplicada para deformar la pieza de trabajo y se requiere una prensa para tener una alta capacidad.
Ademas, hasta ahora, la placa exterior (o revestimiento) se ha conformado mediante el metodo de conformacion de la punta utilizando la prensa plegadora (maquina conformadora). Por consiguiente, para recibir la pieza de trabajo de la placa exterior que tiene una dimension de longitud (dimension longitudinal) de aproximadamente 6 m a 10 m, se necesita una prensa plegadora de gran tamano que tiene una fachada (intervalo de columna) de 10 m o mas.
Por consiguiente, como se ilustra en la figura 7A y la figura 7B, se desvia una resbaladera (punzon) de la prensa plegadora, y por lo tanto tiene un tamano inmenso para garantizar la rigidez (para suprimir la desviacion longitudinal), lo que conduce al aumento de masa y al aumento de la energia de operacion. Ademas, se necesita un largo periodo de tiempo para almacenar la energia de operacion, y se necesita un ciclo de operacion prolongado. De este modo, en la actualidad, la eficiencia de produccion de la prensa plegadora es baja.
La adopcion de un metodo de conformacion de prensas de tres puntos (figura 8) que emplea el metodo de conformacion de la punta al plegar la placa exterior de la aeronave en una forma cilindrica se considera una causa de lo siguiente: el trabajo que hasta ahora ha requerido un largo periodo de horas de trabajo (trabajo de incrustar cartones en las ranuras de cavidad (abolladuras) y trabajo de conformacion de la placa exterior mientras se ajustan minuciosamente los espesores de los cartones); y la prensa plegadora (maquina conformadora) que tiene un tamano inmenso y una amplia fachada para recibir una pieza de trabajo grande.
En este contexto, se desea crear un nuevo metodo de conformacion que no requiera trabajo para rellenar las ranuras de cavidad, incluso cuando se conforman patrones de ranuras de cavidad, es capaz de obtener una forma de producto en varias etapas de conformacion y no necesita una maquina conformadora de gran tamano.
Segun una realization de la presente invention, se proporciona un aparato de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa con las caracteristicas de la reivindicacion 1.
En una realizacion de la presente invencion, el extremo proximal puede hacerse girar con respecto a la base del aparato.
En una realizacion de la presente invencion, el aparato de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa puede incluir ademas un dispositivo de sujecion configurado para sujetar una parte de extremo de la pieza de trabajo metalica en forma de placa en una direction de espesor de la pieza de trabajo metalica en forma de placa de una manera liberable, y la pieza de trabajo metalica en forma de placa puede conformarse bajo deformation por plegado de tal manera que el dispositivo de sujecion se hace girar con respecto a la base del aparato mientras sujeta la parte de extremo de la pieza de trabajo metalica en forma de placa en la direccion del espesor.
En una realizacion de la presente invencion, el dispositivo de sujecion puede moverse en una direccion de anchura de la pieza de trabajo metalica en forma de placa.
En una realizacion de la presente invencion, las cantidades de expansion y contraction de la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion pueden ser controlables.
En la realizacion de la presente invencion, despues de conformar la pieza de trabajo metalica en forma de placa bajo la deformacion por plegado al expandir o contraer la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion en la misma direccion, el aparato de plegado puede ser adecuado para conformar la pieza de trabajo metalica en forma de placa bajo deformacion por plegado al expandir o contraer la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion en una direccion opuesta a la misma direccion en orden secuencial desde un dispositivo de expansion y contraccion mas interno hacia un dispositivo de expansion y contraccion mas externo.
Segun una realizacion adicional de la presente invencion, se proporciona un metodo de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa segun la reivindicacion 7.
En la realizacion de la presente invencion, el metodo de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa puede incluir ademas, despues de conformar la pieza de trabajo metalica en forma de placa bajo la deformacion por plegado, al expandir o contraer la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion en la misma direccion, conformando la pieza de trabajo metalica en forma de placa bajo la deformacion por plegado al expandir o contraer la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion en una direccion opuesta a la misma direccion en orden secuencial desde un dispositivo de expansion y contraccion mas interno hacia un dispositivo de expansion y contraccion mas externo.
Las realizaciones seleccionadas de la presente invencion se explicaran ahora con referencia a los dibujos, en los que
la figura 1A es una vista en planta (vista superior) de un aparato de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa segun una realizacion preferente de la presente invencion; la figura 1B es una vista en planta parcial (vista superior) de una pieza de trabajo metalica en forma de placa que se conformara por el aparato de plegado para una pieza de trabajo metalica
en forma de placa;
la figura 1C a la figura 1E son vistas laterales del aparato de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa vista desde una direccion de anchura del aparato de plegado;
la figura 2A a la figura 2F son vistas laterales que ilustran la Etapa 1 a la Etapa 6, respectivamente, de las etapas de conformacion del aparato de plegado (metodo) para una pieza de trabajo metalica en forma de placa segun una realizacion preferente de la presente invencion;
la figura 3A a la figura 3E son vistas laterales que ilustran la Etapa 7 a la Etapa 11 de las etapas de conformacion del aparato de plegado (metodo) para una pieza de trabajo metalica en forma de placa segun una realizacion preferente de la presente invencion;
la figura 4A es una vista lateral que ilustra un estado en el que el movimiento de giro (angulos de balanceo) de los gatos mecanicos servo se controla mediante servomotores con respecto a una cama del aparato de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa segun una realizacion preferente de la presente invencion;
la figura 4B es una vista lateral que ilustra un estado en el que el movimiento de giro (angulos de balanceo) de los gatos mecanicos servo se controla automaticamente mediante resortes con respecto a la cama;
la figura 5A es una vista lateral ampliada para ilustrar un ejemplo de configuracion de uno de los miembros de sujecion y plegado del aparato de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa segun una realizacion preferente de la presente invencion; la figura 5B es una vista en planta parcial (vista superior) de uno de los miembros de sujecion y plegado;
la figura 6A es una vista lateral que ilustra un metodo de conformacion en el caso de plegar, simultaneamente, ambos extremos de la pieza de trabajo metalica en forma de placa en una curvatura predeterminada por los gatos mecanicos servo y los miembros de sujecion y plegado del aparato de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa segun una realizacion preferente de la presente invencion;
la figura 6B es una vista lateral que ilustra un metodo de conformacion en el caso de plegar un extremo de la pieza de trabajo metalica en forma de placa en una curvatura predeterminada;
la figura 7A es una vista de una prensa plegadora de la tecnica relacionada cuando se ve desde una direccion de alimentacion (direccion de la longitud) de una pieza de trabajo metalica en forma de placa (vista que ilustra una fachada ancha de la prensa plegadora);
la figura 7B es una vista lateral de la figura 7A; y
la figura 8 es una vista lateral que ilustra un metodo de plegado cilindrico de la tecnica relacionada que emplea el plegado de tres puntos.
La presente invencion se ha realizado en vista de las circunstancias mencionadas anteriormente, y tiene el objetivo de proporcionar un aparato de plegado y un metodo de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa, que sea capaz de conformar (plegar en forma cilindrica) una pieza de trabajo metalica en forma de placa para una placa exterior (o un revestimiento) de una aeronave y similares en una curvatura predeterminada de manera eficiente con alta precision y una configuracion relativamente simple y de bajo costo.
Ahora, se describe un aparato de plegado y un metodo de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa segun una realizacion de la presente invencion con referencia a los dibujos adjuntos.
Los inventores de la presente invencion se han centrado en el hecho de que una pluralidad de ranuras de cavidad (abolladuras) que tienen diversas formas se conforman en una superficie interior (en un lado de un centro de un radio de curvatura) de una placa exterior (o un revestimiento) de una aeronave que se conformara en una forma cilindrica, pero una superficie exterior (superficie opuesta) de la placa exterior es plana y no tiene cavidad. Por lo tanto, los inventores de la presente invencion han creado un metodo de plegado de una pieza de trabajo de placa exterior (pieza de trabajo en forma de placa) en una forma cilindrica (en una curvatura predeterminada) al succionar y tirar de la superficie exterior (en un lado opuesto al centro del radio de curvatura) de la placa exterior de la aeronave que se conformara en una forma cilindrica, deformando por lo tanto por la fuerza la pieza de trabajo de la placa exterior (pieza de trabajo en forma de placa) a traves de la traccion.
La succion se realiza utilizando una ventosa (tal como la succion al vacio y la atraccion magnetica), y una posicion de la ventosa en una direccion de altura (posicion de la misma en una direccion hacia arriba y hacia abajo en la figura 2A a la figura 2F) puede ser controlada por un gato mecanico servo (accionador capaz de realizar el control de posicion) o similar.
Especificamente, como se ilustra en la figura 1C a la figura 1E, figura 2A a la figura 2F, la figura 3A a la figura 3E, la figura 4A, y la figura 4B, en un aparato de plegado 1 para una pieza de trabajo en forma de placa segun esta realizacion, una pluralidad de gatos mecanicos servo 20A a 20G, teniendo cada uno una ventosa 10 (copa de succion en una caja de succion al vacio) montada en un extremo distal de los mismos, son montados en una cama 2 a traves de los pivotes 21a a 21 g.
Cabe senalar que la ventosa 10 corresponde a un ejemplo de un dispositivo de succion segun la presente invencion, y los gatos mecanicos servo 20A a 20G corresponden a un ejemplo de dispositivos de expansion y contraccion segun la presente invencion. Ademas, la cama 2 corresponde a una base de aparato segun la presente invencion.
En esta realization, como la pieza de trabajo 3 en forma de placa (pieza de trabajo metalica en forma de placa) es una pieza de trabajo para una placa exterior de una aeronave y similares, se ejemplifica un material metalico tal como el duraluminio adicional (2524 T3). Como se ilustra en la figura 1A y la figura 1B, por ejemplo, la pieza de trabajo 3 en forma de placa tiene aproximadamente un tamano de un espesor de 2 mm a 10 mm x un ancho de 2,5 m x una longitud de 6 m a 10 m. Ademas, como se ilustra en la figura 1B, una pluralidad de ranuras de cavidad (abolladuras) 3A que tienen diversas formas estan conformadas (talladas) en una superficie superior de la pieza de trabajo 3 en forma de placa.
Como se ilustra en la figura 1C, la figura 2A a la figura 2F, la figura 4A, y la figura 4B, los gatos mecanicos servo 20A a 20G estan dispuestas en linea a lo largo de una direction circunferencial de una forma cilindrica de la pieza de trabajo 3 en forma de placa que se plegara en la forma cilindrica (forma de arco) (a lo largo de la direccion de la pieza de trabajo 3 en forma de placa. Ademas, los gatos mecanicos servo 20A a 20G estan soportados por los pivotes 21a a 21g de manera giratoria, respectivamente, y los gatos mecanicos servo 20A a 20G se hacen girar de manera que un eje central de cada uno de los gatos mecanicos servo 20A a 20G en una direccion longitudinal (un eje central de los mismos en una direccion de expansion y contraccion) se mueve hacia el centro de un radio de curvatura de la pieza de trabajo 3 en forma de placa para ser plegada en la forma cilindrica en una curvatura predeterminada (a lo largo de una direccion de linea normal de la forma cilindrica).
Ademas, como se ilustra en la figura 1A, los gatos mecanicos servo 20A a 20G estan dispuestos en una pluralidad de filas a lo largo de una direccion longitudinal de la pieza de trabajo 3 en forma de placa. En esta realizacion, en la direccion de longitud, los gatos mecanicos servo 20H a 20M estan dispuestos entre una fila de los gatos mecanicos servo 20A a 20G y otra fila de los gatos mecanicos servo 20A a 20G adyacentes a los mismos. Ademas, los gatos mecanicos servo estan dispuestos en un patron escalonado de modo que las posiciones centrales de las ventosas 10 puedan estar lo mas cerca posible entre si en la direccion de la longitud, especificamente, los gatos mecanicos servo estan dispuestos en un patron escalonado de manera que, en la direccion de la anchura, el gato mecanico servo 20H esta dispuesto entre los gatos mecanicos servo 20A y 20B, y el gato mecanico servo 20I esta dispuesto entre los gatos mecanicos servo 20B y 20C. A continuation, los gatos mecanicos servo 20A a 20G se describen como una representation de la pluralidad de gatos mecanicos servo.
El aparato de plegado 1 para una pieza de trabajo en forma de placa configurada como se describe anteriormente pliega la pieza de trabajo 3 en forma de placa en una forma cilindrica (forma de arco) en una curvatura predeterminada en las siguientes etapas.
En la Etapa 1 (representada por S1 en la figura 2A, lo mismo se aplica a la siguiente description), como se ilustra en la figura 2A y la figura 1C, las posiciones de altura de las ventosas 10 de los gatos mecanicos 20A a 20G respectivos (la cantidad de expansion y contraccion de los gatos mecanicos 20A a 20G, respectivos) se ajustan para que las ventosas 10 se lleven a una forma plana. Esta forma es una forma de espera (o estado de espera). En esta forma de espera, la pieza de trabajo 3 en forma de placa se lleva y se coloca en las ventosas 10.
En la Etapa 2 (S2), como se ilustra en la figura 2B, las ventosas 10 succionan una superficie inferior (superficie que no tiene ranura de cavidad) de la pieza de trabajo 3 en forma de placa.
En la Etapa 3 (S3), como se ilustra en la figura 2C y la figura 1D, los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B soportan las proximidades de ambos extremos a lo ancho de la pieza de trabajo 3 en forma de placa desde abajo. Ademas, bajo un estado en el que las ventosas 10 succionan la pieza de trabajo 3 en forma de placa, a traves del control de position (control de las cantidades de expansion y contraccion de los respectivos gatos mecanicos servo 20A a 20G), las barras 20a a 20g de los gatos mecanicos servo 20A a 20G, respectivos, se bajan (contraen) a posiciones predeterminadas donde se obtiene la curvatura predeterminada, por lo tanto se bajan las ventosas 10. De esta manera, una proximidad de un centro a lo ancho de la pieza de trabajo 3 en forma de placa se somete a un trabajo de plastico (plegado en una forma cilindrica) en una curvatura predeterminada (con un radio de curvatura R de aproximadamente 1000 mm). Cabe senalar que, la recuperation elastica del duraluminio adicional es importante. Por lo tanto, cuando el duraluminio adicional se deforma en una curvatura con un radio de curvatura R de aproximadamente 1000 mm, el duraluminio adicional que tiene una curvatura con un radio de curvatura R de aproximadamente 3000 mm se obtiene despues de ser liberado (vease la figura 1D).
En este caso, las posiciones de ambas partes de extremo a lo ancho de la pieza de trabajo 3 en forma de placa se desplazan hacia dentro segun la deformation por plegado de la pieza de trabajo 3 en forma de placa. Por consiguiente, los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B que sostienen las proximidades de ambos extremos a lo ancho de la pieza de trabajo 3 en forma de placa desde abajo, se pueden mover hacia dentro segun el desplazamiento hacia dentro de la pieza de trabajo 3 en forma de placa. Especificamente, el miembro de sujecion y plegado 30A (30B) se construye como se ilustra en la figura 5A y la figura 5B. El movimiento horizontal del miembro de sujecion y plegado 30A (30b) en la direccion de la anchura se puede lograr usando un mecanismo de guia lineal
0 similar capaz de controlar una posicion de una base de cuerpo 302 del miembro de sujecion y plegado 30A, que se enrosca de manera roscada con un tomillo 301 giratorio, en relacion con la cama 2, de tal manera que el tornillo 301 giratorio gire mediante un servomotor 303.
En la Etapa 4 (S4), como se ilustra en la figura 2D, los dos extremos a lo ancho de la pieza de trabajo 3 en forma de placa son pellizcados por los miembro de sujecion y plegado 30A y 30B, respectivamente. Ademas, el miembro de sujecion y plegado 30B ilustrado en el lado izquierdo en la figura 2D se hace girar (o se hace rotar) en el sentido de las agujas del reloj en un angulo predeterminado, y el miembro de sujecion y plegado 30A ilustrado en el lado derecho en la figura 2D se hace girar (o se hace rotar) en sentido contrario a las agujas del reloj en una cantidad predeterminada (angulo de rotacion predeterminado) (se realiza el control de posicion del angulo de rotacion). Por lo tanto, las cercanias de ambos extremos a lo ancho se someten a un trabajo de plastico (plegado en una forma cilindrica) en la curvatura predeterminada (con el radio de curvatura R de aproximadamente 1000 mm). En este momento, con el fin de obtener la curvatura predeterminada (con el radio de curvatura R de aproximadamente 1000 mm) en las proximidades de ambos extremos a lo ancho, las posiciones de los gatos mecanicos servo 20A a 20G estan controladas por cantidades de control preestablecidas, y las posiciones de las ventosas 10 correspondientes se controlan en las posiciones apropiadas. En este caso, los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B corresponden a un ejemplo de un dispositivo de sujecion segun la presente invencion.
Como se ilustra en la figura 2D, la figura 5A, y la figura 5B, los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B pellizcan las partes de extremo a lo ancho de la pieza de trabajo 3 en forma de placa entre una parte de garra (parte de pinza) 30a y una parte de base 30c y entre una parte de garra (parte de pinza) 30b y una parte de base 30d girando las partes de garra 30a y 30b que se hacen girar, respectivamente, alrededor de los arboles de pivote 31A y 31B mediante un servomotor 304 o similar. En este estado de pellizco, los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B giran aun mas las partes de garra 30a y 30b y las partes de base 30c y 30d alrededor de los arboles de pivote 31A y 31B en una cantidad predeterminada (angulo de rotacion predeterminado) (se realiza el control de posicion de angulo de rotacion), por lo que es capaz de someter (plegar en forma cilindrica) las cercanias de ambos extremos a lo ancho a plastico trabajando en la curvatura predeterminada (con el radio de curvatura R de aproximadamente 1 000 mm). Cabe senalar que, como se ilustra en la figura 5A, las superficies opuestas de la parte de garra (parte de pinza) 30a y la parte de base 30c y las superficies opuestas de la parte de garra (parte de pinza) 30b y la parte de base 30d estan conformadas, cada una, para tener una curvatura con un radio de curvatura R de aproximadamente 1 000 mm.
En la Etapa 5 (S5), como se ilustra en la figura 2E, la ventosa 10 del gato mecanico servo 20D, que esta posicionada en una parte central a lo ancho entre los gatos mecanicos servo 20A a 20G, se levanta a traves del control de posicion y una region que se va a plegar en la curvatura predeterminada (con el radio de curvatura R de aproximadamente 1000 mm) se amplia hacia las partes de extremo a lo ancho.
En este momento, para lograr la ampliacion de la region que se va a plegar en la curvatura predeterminada (con el radio de curvatura R de aproximadamente 1000 mm) hacia las partes de extremo a lo ancho, las posiciones de angulo de rotacion de los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B estan controlados por las cantidades de control preestablecidas, y las posiciones de los otros gatos mecanicos servo 20A a 20C y 20E a 20G tambien estan controladas por las cantidades de control preestablecidas. Por lo tanto, las posiciones de las ventosas 10 correspondientes se controlan a las posiciones apropiadas.
En la Etapa 6 (S6), como se ilustra en la figura 2F, las ventosas 10 de los gatos mecanicos servo 20C y 20E, que estan adyacentes al gato mecanico servo 20D posicionadas en la parte central a lo ancho entre los gatos mecanicos servo 20A a 20G, se levantan a traves del control de posicion, y la region que se va a plegar en la curvatura predeterminada (con el radio de curvatura R de aproximadamente 1000 mm) se amplia ademas hacia las partes de extremo a lo ancho.
En este momento, con el fin de lograr la ampliacion de la region que se va a plegar en la curvatura predeterminada (con el radio de curvatura R de aproximadamente 1000 mm) hacia las partes de extremo a lo ancho, las posiciones de angulo de rotacion de los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B se controlan mediante cantidades de control preestablecidas, y las posiciones de los otros gatos mecanicos servo 20A, 20B, 20F y 20G tambien se controlan mediante cantidades de control preestablecidas. Por lo tanto, las posiciones de las ventosas 10 correspondientes se controlan a las posiciones apropiadas.
En la Etapa 7 (S7), como se ilustra en la figura 3A, de manera similar, las ventosas 10 de los gatos mecanicos servo 20B, 20C, 20D, 20e y 20F entre los gatos mecanicos servo 20A a 20G se levantan a traves del control de posicion, y la region que se va a plegar en la curvatura predeterminada (con el radio de curvatura R de aproximadamente 1000 mm) se amplia ademas hacia las partes de extremo a lo ancho. Los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B y los otros gatos mecanicos servo 20A y 20G se controlan de la misma manera que los de la Etapa 6.
En la Etapa 8 (S8), como se ilustra en la figura 3B y la figura 1E, las ventosas 10 de todos los gatos mecanicos servo 20A a 20G se levantan a traves del control de posicion, y la region que se va a plegar en la curvatura predeterminada (con el radio de curvatura R de aproximadamente 1000 mm) se amplia hasta las partes de extremo
a lo ancho.
Como se ha descrito anteriormente, despues de expandirse o contraerse los gatos mecanicos servo 20A a 20G (una pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion) en la misma direccion (en una direction hacia abajo en la figura 2A a la figura 2F y la figura 3A a la figura 3E) para formar la pieza de trabajo 3 en forma de placa bajo deformation por plegado (Etapas 3 y 4), los gatos mecanicos servo 20A a 20G se expanden o contraen secuencialmente (gradualmente) en una direccion opuesta a la misma direccion (en una direccion hacia arriba en la figura 2A a la figura 2F y la figura 3A a la figura 3E) desde el gato mecanico servo 20D mas interno (desde dos gatos mecanicos servo (20J y 20K) cuando dos gatos mecanicos servo estan posicionados cerca del centro entre los gatos mecanicos servo como en el caso de los gatos mecanicos servo 20H a 20M) hacia los gatos mecanicos servo 20A y 20G mas exteriores, formando de este modo la pieza de trabajo 3 en forma de placa bajo la deformacion por plegado (etapas 5, 6, 7 y 8). De esta manera, la deformacion por plegado en la curvatura predeterminada se puede ampliar gradualmente desde el lado interior hacia el lado exterior de la pieza de trabajo 3 en forma de placa. Por consiguiente, la conformation se puede realizar de manera uniforme en toda una region a lo ancho de la pieza de trabajo 3 en forma de placa en una curvatura relativamente pequena con buena precision.
En la Etapa 9 (S9), como se ilustra en la figura 3C, la region que se va a plegar en la curvatura predeterminada (con el radio de curvatura R de aproximadamente 1000 mm) alcanza las partes de extremo a lo ancho en la Etapa 8, de modo que se termina la conformacion. Por consiguiente, se liberan los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B. En la Etapa 10 (S10), como se ilustra en la figura 3D, las cargas aplicadas a las barras 20a a 20g respectivas de los gatos mecanicos servo 20A a 20G se detectan mediante un sensor de carga o similar, y se controlan las posiciones de las barras (longitudes de las barras) de los gatos mecanicos servo 20A a 20G para igualar las cargas aplicadas a las barras 20a a 20g, respectivas. De esta manera, en un estado sin desviacion debido a un peso propio, se puede medir un contorno (curvatura o perfil) de la pieza de trabajo 3 en forma de placa, y aunque se obtiene o no un contorno predeterminado (curvatura o perfil) se puede inspeccionar. Por consiguiente, en comparacion con el caso de realizar una medicion en un estado en el que la pieza de trabajo 3 en forma de placa se desvia debido al peso propio como en la tecnica relacionada, se puede obtener un contorno real (curvatura o perfil) con buena precision. Cabe senalar que, a diferencia de una prensa plegadora (maquina conformadora), el aparato de plegado 1 para una pieza de trabajo en forma de placa segun esta realization no incluye un componente tal como un punzon (resbaladera) dispuesto sobre la pieza de trabajo 3 en forma de placa. Por consiguiente, despues de la conformacion se realiza, en el punto de conformacion (en un estado en el que la pieza de trabajo 3 en forma de placa se coloca sobre las ventosas 10 de los gatos mecanicos servo 20A a 20G), el contorno (curvatura o perfil) de la pieza de trabajo 3 en forma de placa se puede medir utilizando un dispositivo de medicion 50 de forma tridimensional que emplea un laser. Por lo tanto, en comparacion con el caso de la tecnica relacionada donde la pieza de trabajo 3 en forma de placa se mueve temporalmente desde la prensa plegadora (maquina conformadora) a un espacio amplio para medir el contorno (curvatura o perfil) de la pieza de trabajo 3 en forma de placa, el aparato de plegado 1 puede contribuir a la simplification del trabajo de medicion del contorno, la reduction de las horas de trabajo y similares, y tambien puede aumentar la eficiencia de production.
Si se obtiene o no el contorno predeterminado (curvatura o perfil) se determina en funcion del resultado de medicion obtenido en la Etapa 10 (S10). Cuando no se obtiene el contorno predeterminado (curvatura o perfil), se repiten la Etapa 3 a la Etapa 10. En consideration a la diferencia entre un valor objetivo y un valor de medicion, el control de position se realiza en las ventosas 10 de los gatos mecanicos servo 20A a 20G para obtener el contorno predeterminado (curvatura o perfil).
Por otro lado, cuando el contorno predeterminado (curvatura o perfil) se obtiene en la Etapa 10, las etapas de plegado pasan a la Etapa 11 (S11). Como se ilustra en la figura 3E, se anula la suction de las ventosas 10 de los gatos mecanicos servo 20A a 20G. De este modo, la pieza de trabajo 3 en forma de placa se libera y luego se lleva a un exterior.
En este caso, como se ilustra en la figura 2A a la figura 2F, la figura 4A, la figura 4B, y similares, los gatos mecanicos servo 20A a 20G segun esta realizacion estan construidos de manera que las barras 20a a 20g de los mismos que sirven como partes de salida se expanden y contraen (se mueven hacia arriba y hacia abajo) con respecto a los cuerpos de los gatos mecanicos servo 20A a 20G.
Especificamente, cada uno de los gatos mecanicos servo 20A a 20G puede controlar una cantidad de expansion y contraccion de cada una de las barras 20a a 20g girando un tornillo incorporado por un motor electrico mientras controla una cantidad de rotation del tornillo incorporado. Ademas, la ventosa 10 se monta de manera oscilante en una punta de cada una de las barras 20a a 20g a traves de una junta esferica, una junta universal o similar.
Ademas, como se ilustra en la figura 4A, los gatos mecanicos servo 20A a 20G estan montados en la cama 2 de manera que puedan pivotar alrededor de los pivotes 21a a 21g, respectivamente. Sin embargo, por ejemplo, las cantidades de movimiento giratorias (cantidades de rotacion) de los gatos mecanicos servo 20A a 20G se pueden controlar mediante servomotores 22a a 22g, respectivamente.
Con esta configuracion, cuando el plegado se realiza succionando la pieza de trabajo 3 en forma de placa usando las ventosas 10, la direccion de expansion y contraccion de cada una de las barras 20a a 20g (el eje central de la misma en la direccion longitudinal) puede ser siempre conforme a una direccion de normal a un pliegue de la pieza de trabajo 3 en forma de placa. Por consiguiente, la pieza de trabajo 3 en forma de placa puede plegarse en la curvatura predeterminada de manera eficiente y precisa.
Ademas, como se ilustra en la figura 4B, en lugar de los servomotores 22a a 22g, los resortes 23a a 23g pueden soportar los gatos mecanicos servo 20A a 20G para permitir que los gatos mecanicos servo 20A a 20G giren alrededor de los pivotes 21a a 21g, respectivamente.
Cuando los resortes 23a a 23g estan configurados cada uno para tener una fuerza elastica relativamente baja (debil) (fuerza de recuperacion), la direccion de expansion y contraccion de cada una de las barras 20a a 20g (el eje central de la misma en la direccion longitudinal) puede conformarse automaticamente a la direccion de normal al pliegue junto con el pliegue de la pieza de trabajo 3 en forma de placa cuando se realiza el plegado succionando la pieza de trabajo 3 en forma de placa utilizando las ventosas 10. Por consiguiente, la pieza de trabajo 3 en forma de placa puede plegarse en la curvatura predeterminada de manera eficiente y precisa con una configuracion simple.
Como se ha descrito anteriormente, segun el aparato de plegado 1 para una pieza de trabajo en forma de placa de esta realizacion, sin realizar un plegado cilindrico empleando un plegado de tres puntos como en el caso de la prensa plegadora de la tecnica relacionada, las ventosas 10 se mueven mientras succionan un lado de la superficie de la pieza de trabajo 3 en forma de placa, para deformar de este modo la pieza de trabajo 3 en forma de placa. Con este metodo, la pieza de trabajo 3 en forma de placa se pliega en una forma cilindrica. Por consiguiente, incluso con una configuracion simple y de bajo costo, la pieza de trabajo en forma de placa para una placa exterior de una aeronave y similares puede conformarse (plegarse en una forma cilindrica) en una curvatura predeterminada de manera eficiente con alta precision.
Ademas, a diferencia de la tecnica relacionada, el aparato de plegado 1 para una pieza de trabajo en forma de placa segun esta realizacion no usa una prensa plegadora con un tamano significativamente mayor para garantizar la rigidez (para suprimir la desviacion en la direccion longitudinal). Por consiguiente, se puede reducir la energia de operacion, y tambien se puede reducir un ciclo de operacion. En consecuencia, se puede aumentar la eficiencia de la produccion.
Ademas, en un metodo de conformacion de la punta, la distancia entre los puntos de apoyo delanteros y traseros de una matriz (vease la figura 8) es pequena. Como resultado, se aumenta la carga aplicada para deformar una pieza de trabajo y se requiere una prensa para tener una alta capacidad. Sin embargo, segun el aparato de plegado 1 para una pieza de trabajo en forma de placa de esta realizacion, la distancia entre los puntos de apoyo para una carga (distancia entre los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B) es grande. Por consiguiente, la pieza de trabajo en forma de placa se puede deformar con una carga relativamente pequena.
Es decir, segun esta realizacion, es posible proporcionar el aparato de plegado y el metodo de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa, que son capaces de conformar (plegar en forma cilindrica) la pieza de trabajo metalica en forma de placa para una placa exterior de una aeronave y similares en la curvatura predeterminada de manera eficiente con alta precision y la configuracion relativamente simple y de bajo costo. Cabe senalar que, a continuacion, se muestra un ejemplo del funcionamiento de los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B. Como se ilustra en la figura 6A (figura 2D y similares), en un estado en el que los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B, respectivamente, pellizcan las dos partes de extremo a lo ancho de la pieza de trabajo 3 en forma de placa, el miembro de sujecion y plegado 30A derecho se hace girar (se hace rotar) en sentido contrario a las agujas del reloj, y el miembro de sujecion y plegado 30B izquierdo se hace girar (se hace rotar) en el sentido de las agujas del reloj, pudiendo de este modo plegar y deformar la pieza de trabajo 3 en forma de placa en la curvatura predeterminada.
Ademas, como se ilustra en la figura 6B, en un estado en el que el miembro de sujecion y plegado 30A pellizca una parte de extremo a lo ancho de la pieza de trabajo 3 en forma de placa, el miembro de sujecion y plegado 30A derecho gira en sentido contrario a las agujas del reloj, mientras que el miembro de sujecion y plegado 30B derecho se libera, doblando y deformando de este modo un lado de extremo derecho de la pieza de trabajo 3 en forma de placa en una curvatura relativamente pequena. Este metodo de operacion es asumible como la operacion de los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B.
Cabe senalar que, en esta realizacion, se puede emplear la succion al vacio utilizando las ventosas 10. Ademas, se puede emplear la atraccion magnetica utilizando un electroiman o similar en funcion del material de la pieza de trabajo 3 en forma de placa.
Ademas, en esta realizacion, la pieza de trabajo para una placa exterior de una aeronave se describe como un ejemplo de la pieza de trabajo 3 en forma de placa, pero la presente invencion no se limita a esto. Siempre que la pieza de trabajo en forma de placa se pueda plegar y deformar mientras es succionada por las ventosas 10, la pieza
de trabajo en forma de placa no esta particularmente limitada a la misma, independientemente de si la pieza de trabajo en forma de placa tiene o no ranuras de cavidad (abolladuras) formadas en la misma.
Ademas, en esta realization, se hace una description del caso en el que la pieza de trabajo 3 en forma de placa establecida en una postura sustancialmente horizontal como se ilustra en la figura 1A a la figura 1E, figura 2A a la figura 2F, la figura 3a a la figura 3E, la figura 6A, y la figura 6B se deforma en una curvatura convexa hacia abajo (concava hacia arriba), pero la presente invention no se limita a esto. La presente invention tambien es aplicable a un caso en el que la pieza de trabajo 3 en forma de placa se deforma en una curvatura convexa hacia arriba (concava hacia abajo).
Ademas, en esta realizacion, el contorno (curvatura o perfil) de la pieza de trabajo 3 en forma de placa despues de la conformation se mide utilizando el dispositivo de medicion 50 de forma tridimensional que emplea un laser, y la conformation se realiza una vez o varias veces hasta que se obtiene el contorno predeterminado (curvatura o perfil). Sin embargo, el contorno (curvatura o perfil) se puede medir por otro metodo (por ejemplo, un metodo de uso de un indicador del dial o similar).
Ademas, en esta realizacion, se hace una descripcion de la configuration en la que los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B, que son el dispositivo de sujecion, estan dispuestos en ambos extremos a lo ancho de la pieza de trabajo 3 en forma de placa, respectivamente. Sin embargo, en funcion de la curvatura requerida, se pueden omitir los dos miembros de sujecion y plegado 30A y 30B, o se puede omitir al menos uno de los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B. Ademas, se pueden omitir las funciones de giro de los miembros de sujecion y plegado 30A y 30B.
La realizacion descrita anteriormente es simplemente un ejemplo para describir la presente invencion. No hace falta decir que se pueden realizar diversas modificaciones sin apartarse del alcance de la presente invencion como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (8)
1. Un aparato de plegado (1) para una pieza de trabajo metalica en forma de placa (3), que comprende:
una pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G);
una base del aparato en la que esta montado el extremo proximal de cada uno de la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G),
caracterizado por que
el aparato de plegado (1) comprende ademas un dispositivo de succion al vacio o de atraccion magnetica configurado para succionar una superficie de una pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) de una manera amovible; la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G) que comprenden cada uno el dispositivo de succion al vacio o de atraccion magnetica montado en un extremo distal del mismo, siendo cada uno de la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G) capaz de expandir y contraer una longitud que varia de un extremo proximal del mismo hasta el dispositivo de succion al vacio o de atraccion magnetica; y
el aparato de plegado (1) esta configurado para formar la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) bajo deformacion por plegado al expandir y contraer la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G) en un estado en el que el dispositivo de succion al vacio o de atraccion magnetica succiona o atrae la superficie de la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3).
2. Un aparato de plegado (1) para una pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) segun la reivindicacion 1, en el que el extremo proximal puede hacerse girar con respecto a la base del aparato.
3. Un aparato de plegado (1) para una pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) segun las reivindicaciones 1 o 2, que comprende ademas un dispositivo de sujecion configurado para sujetar de manera liberable una parte de extremo de la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) en una direccion de espesor de la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3),
en el que la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) se forma bajo deformacion por plegado de tal manera que el dispositivo de sujecion se hace girar con respecto a la base del aparato mientras sujeta la parte de extremo de la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) en la direccion del espesor.
4. Un aparato de plegado (1) para una pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) segun la reivindicacion 3, en el que el dispositivo de sujecion se puede mover en una direccion de la anchura de la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3).
5. Un aparato de plegado (1) para una pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las cantidades de expansion y contraccion de la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G) son controlables.
6. Un aparato de plegado (1) para una pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que despues de formar la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) bajo deformacion por plegado, al expandir o contraer la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G) en la misma direccion, el aparato de plegado (1) en funcionamiento conforma la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) bajo deformacion por plegado al expandir o contraer la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G) en una direccion opuesta a la misma direccion en orden secuencial desde un dispositivo de expansion y contraccion mas interno hacia un dispositivo de expansion y contraccion mas externo.
7. Un metodo de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa (3), que comprende, utilizando un aparato de plegado (1) para una pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) que comprende:
una pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G);
una base del aparato en la que esta montado el extremo proximal de cada uno de la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G),
caracterizado por que
el aparato de plegado (1) comprende ademas un dispositivo de succion al vacio o de atraccion magnetica configurado para succionar una superficie de una pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) de una manera amovible;
la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G) que comprende cada uno el dispositivo de succion montado en un extremo distal del mismo, siendo cada uno de la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G) capaz de expandirse y contraerse en una longitud que varia de un extremo proximal del mismo al dispositivo de succion al vacio o de atraccion magnetica; y
formar la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) bajo deformacion por plegado al expandir y contraer la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G) en un estado en el que el dispositivo de succion al vacio o de atraccion magnetica succiona la superficie de la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3).
8. Un metodo de plegado para una pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) segun la reivindicacion 7, que
comprende ademas, despues de formar la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) bajo deformacion por plegado al expandir o contraer la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G) en la misma direccion, formar la pieza de trabajo metalica en forma de placa (3) bajo deformacion por plegado al expandir o contraer la pluralidad de dispositivos de expansion y contraccion (20A-20G) en una direccion opuesta a la misma direccion en orden secuencial desde un dispositivo de expansion y contraccion mas interno hacia un dispositivo de expansion y contraccion mas externo.
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