ES2935376T3 - Aparato para apretar elementos de sujeción roscados - Google Patents

Aparato para apretar elementos de sujeción roscados Download PDF

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Abstract

La presente invención se refiere a una unidad de regulación de parámetros de operación (50) para usar con un sistema de atornillado que tiene una pluralidad de herramientas de torsión accionadas eléctricamente en red (10, 11) y/o partes de accionamiento de herramientas de torsión (10, 11) para apretar simultáneamente sujetadores roscados industriales (40), la unidad de regulación de parámetros de operación (50) que incluye: una unidad de procesamiento (53); una unidad de salida (51) conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento (53); una unidad de entrada (52) conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento (53); una unidad de activación (55) conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento (53) para activar unidades de operación de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente en red (10, 11) y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas (10, 11); (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para apretar elementos de sujeción roscados
Antecedentes
Las llaves dinamométricas eléctricas incluyen una caja de engranajes o multiplicadora de par de torsión planetario, con proporciones de multiplicación, acoplada a un motor eléctrico. Al final de la caja de engranajes hay un dispositivo de reacción que se usa para absorber el par de torsión. La salida de par de torsión correcta se ajusta por medio de la unidad operativa controlando, por ejemplo, una entrada eléctrica. En este ejemplo, tras alcanzar la salida de par de torsión correcta, el motor eléctrico se apaga de acuerdo con el nivel que se ajusta por el operario de la herramienta. Dichas unidades operativas para controlar llaves dinamométricas eléctricas son suficientemente conocidas a partir del estado de la técnica.
Las unidades operativas conocidas tienen modos de realización que eximen al personal operativo de la responsabilidad de decidir si el procedimiento de atornillado se realizó apropiadamente. Sin embargo, todavía se requiere que el personal operativo establezca en primer lugar los parámetros de configuración de la manera prescrita de modo que se puedan lograr los parámetros o valores objetivo que se van a lograr. De este modo, los parámetros de configuración se ajustan a una pluralidad de parámetros de procedimiento de conexión por tornillo, que resultan, por ejemplo, del operario, la aplicación o conexión por tornillo y la herramienta en uso. Las fuentes conocidas de errores que dan lugar a una conexión por tornillo defectuosa son, por ejemplo: selección incorrecta de herramientas; uso incorrecto de tablas de cálculo; errores de cálculo básicos en la determinación de parámetros de configuración; asignación incorrecta de parámetros de atornillado a la conexión por tornillo; alargamiento de perno incorrecto; fallo de la herramienta o de sus componentes; fallo de los medios de medición; configuración incorrecta de los parámetros de configuración; etc.
Estos tipos de problemas se han abordado en unidades de accionamiento para accionar herramientas operadas mecánicamente por fluidos para la generación de una fuerza de pretensado de atornillado, que incluyen, por ejemplo, llaves dinamométricas operadas hidráulicamente u otras o cilindros de expansión. En el documento WO2012067602A1, el solicitante proporcionó una unidad de accionamiento que elimina el riesgo de una configuración incorrecta del parámetro de configuración. Otras unidades y sistemas de control y gestión para herramientas operadas mecánicamente se han divulgado por el solicitante en los documentos WO2010124150A2, WO2010151256A1 y WO2013172841A1. En los documentos EP 2421 679 A2, US 4081 037 A, EP 1852760 A1, WO 2013/063507 A1 y US 2008/319570 A1 se divulgan otras herramientas mecánicas dinamométricas, en los que el documento EP 2421 679 A2 se considera la técnica anterior más cercana y divulga un sistema de empernado industrial para el apriete simultáneo de elementos de sujeción roscados industriales, incluyendo una unidad de regulación de parámetros operativos.
Lo que se necesita son sistemas de empernado industrial mejorados.
Descripción
La presente invención se refiere a un sistema de empernado industrial como se define en la reivindicación 1. Comprende una unidad de regulación de parámetros operativos para su uso con un sistema de empernado que tiene una pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente conectadas y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red para el apriete simultáneo de elementos de sujeción roscados industriales, incluyendo la unidad de regulación de parámetros operativos:
una unidad de procesamiento;
una unidad de salida conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento;
una unidad de entrada conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento;
una unidad de activación conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento para activar unidades operativas de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red;
una unidad de control para controlar los parámetros operativos de cada una de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red para mantener una diferencia entre los parámetros operativos dentro de un valor predeterminado; y una unidad de almacenamiento; en la que
la unidad de regulación de parámetros operativos está diseñada para la conexión inalámbrica con la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red por cualquier medio adecuado, incluyendo satélite, WI-FI, WiMAX, Bluetooth, ZigBee, microondas, infrarrojo y/o radio.
Las innovaciones divulgadas en esta solicitud avanzan dicha tecnología de unidad de accionamiento y unidad de control y resuelven el objetivo a través de un sistema de empernado industrial que incluye una unidad de regulación de parámetros operativos con las características de la reivindicación 1. Se divulgan herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente que incluyen dicha unidad de regulación de parámetros operativos. También se divulgan sistemas de empernado industrial para el apriete simultáneo de elementos de sujeción roscados industriales que incluyen: dichas unidades de regulación de parámetros operativos; una pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente en red controladas por una herramienta dinamométrica accionada eléctricamente de este tipo; una pluralidad de partes de accionamiento accionadas eléctricamente en red de herramientas dinamométricas controladas por dicha herramienta dinamométrica accionada eléctricamente; o bien cualquier combinación de las mismas. Los modos de realización ventajosos de la invención se enumeran en las reivindicaciones dependientes.
De forma ventajosa, las innovaciones divulgadas en esta solicitud incluyen unidades de regulación de parámetros operativos para sistemas de empernado que tienen una pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red para el apriete simultáneo de elementos de sujeción roscados industriales. De hecho, se puede lograr SIMULTORC® con una pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red, en particular, las de la variedad de mano y/o móvil. SIMULTORC® es un procedimiento de empernado patentado del solicitante para garantizar el Parallel Joint Closure® (cierre de juntas en paralelo), y la integridad de las juntas, lo que minimiza el riesgo de lesiones del operario, daños a la propiedad y/o pérdida de producción por fugas en las juntas, fallos en las juntas y/o aplastamiento de una junta que amortigua el cierre de una brida.
La característica de la unidad de regulación de parámetros operativos usada en el sistema de empernado industrial de la invención es que tiene una unidad de procesamiento con una unidad de salida, así como una unidad de captura de datos conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento, en la que la unidad de procesamiento está diseñada para que la salida del valor se configure en la unidad de regulación de parámetros operativos en base a los parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción determinados con la unidad de captura de datos. La unidad de captura de datos de la unidad de regulación de parámetros operativos hace posible capturar automáticamente los parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción sin requerir la entrada del personal operativo. Los parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción incluyen, por ejemplo, datos sobre el personal operativo, datos sobre la herramienta que se va a usar, por ejemplo, la llave dinamométrica eléctrica usada u otra herramienta, datos sobre la conexión por elementos de sujeción que se va a establecer, información sobre los medios de conexión por elementos de sujeción y datos sobre los elementos estructurales que se van a sujetar. El almacenamiento de los parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción correspondientes en una forma en la que se puedan importar automáticamente por la unidad de captura de datos permite la captura libre de errores de todos los parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción requeridos para la determinación de los parámetros de configuración, en base a los que la unidad de procesamiento determina los parámetros de configuración, en la medida en que no se almacenen o ya no resulten directamente de los datos importados. La especificación, entrada y/o uso de parámetros de configuración incorrectos, que podrían resultar de entradas incorrectas por el personal operativo, se evita por la captura de datos automática. Los parámetros de configuración determinados por la unidad de procesamiento se especifican sin error por medio de la unidad de salida de la unidad de procesamiento, de modo que solo se requiera una transferencia de los parámetros de configuración especificados. A continuación, el procedimiento de trabajo se puede iniciar por medio de la activación de la unidad de activación, o accionamiento, por medio de la unidad operativa de la herramienta y/o parte de accionamiento de la herramienta y se puede finalizar de nuevo después de que se hayan alcanzado los valores objetivo.
Una unidad de activación conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento activa las unidades operativas de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red. Una unidad de control controla los parámetros operativos de cada una de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red para mantener una diferencia entre los parámetros operativos dentro de un valor predeterminado. Cabe destacar que se puede conectar y/o integrar una pluralidad de unidades de activación con la unidad de procesamiento para activar las unidades operativas de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red.
Los parámetros operativos incluyen: parámetros del circuito eléctrico de herramienta que incluyen corriente, voltaje y/o campo magnético; valores de salida de par de torsión de herramienta; velocidades de rotación de elementos de sujeción; fuerza de pretensión de elemento de sujeción; ángulo de rotación de elemento de sujeción; alargamiento de elemento de sujeción; torsión de elementos de sujeción y/o de herramienta, ya sea axial o de flexión de alojamiento; carga lateral de accesorio de reacción; resistencia a la fricción de los elementos de sujeción; y/o cualquier combinación de los mismos. Los parámetros operativos se pueden medir o detectados directa y/o indirectamente por diversos tipos de unidades de detección: galgas extensiométricas; codificadores rotatorios; sensores y transductores de par de torsión; unidades de detección de campo magnético y ferromagnético de efecto Hall y similares; garras; células de carga; medidores/sensores de posición; etc. Cabe destacar que se pueden usar otros componentes conocidos en la técnica.
Durante una operación de SIMULTORC®, si la diferencia en los parámetros operativos de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red excede el valor predeterminado, la unidad de control regula los parámetros operativos de cada herramienta y/o parte de accionamiento hasta que la diferencia en el/los parámetro(s) operativo(s) vuelva dentro del valor predeterminado. La unidad de control: cesa el/los parámetro(s) operativo(s) de la(s) herramienta(s) o partes de accionamiento con parámetro(s) operativo(s) incrementado(s); reduce el/los parámetro(s) operativo(s) de la(s) herramienta(s) y/o partes de accionamiento con parámetro(s) operativo(s) incrementado(s); eleva el/los parámetro(s) operativo(s) de la(s) herramienta(s) y/o partes de accionamiento con parámetro(s) operativo(s) reducido(s); o realiza una cualquiera o más de dichas acciones con respecto a una cualquiera o más de dicha(s) herramienta(s) y/o partes de accionamiento, causal, simultáneamente y/o bien en un orden predeterminado. Cabe destacar que los sistemas de ejecución automática y/o programas informáticos, que están, por ejemplo, integrados en la unidad de procesamiento y que inician independientemente el procedimiento de empernado y lo finalizan una vez alcanzados los valores objetivo, también se pueden usar de forma cooperativa y/o por separado para realizar el/los procedimiento(s) de empernado de la presente invención.
El equilibrio de los parámetros de procedimiento específicos capturados automáticamente que se va a realizar por la unidad de procesamiento, en general, puede tener lugar de cualquier manera, en la que, por ejemplo, los datos requeridos para determinar los parámetros de configuración ya están almacenados en la unidad de procesamiento. Sin embargo, de acuerdo con la invención, la unidad de procesamiento está diseñada para su conexión con una unidad de almacenamiento. Esto hace posible proporcionar selectivamente a la unidad de procesamiento la información necesaria para determinar los parámetros de configuración requeridos por medio de la unidad de almacenamiento. En el caso de este otro modo de realización de la invención, se puede omitir el almacenamiento de los datos pertinentes requeridos para determinar los parámetros de configuración en la unidad de procesamiento, de modo que se pueda diseñar, en particular, de forma rentable.
La conexión a una unidad de almacenamiento también posibilita de manera simple el acceso a los datos actuales, de modo que se pueda omitir una actualización de otro modo potencialmente complicada de la unidad de procesamiento.
La opción de conexión a la unidad de almacenamiento también hace posible almacenar información específica de procedimiento, por ejemplo, datos sobre los procedimientos de empernado realizados, en la unidad de almacenamiento. En este caso, se puede omitir una documentación manual, potencialmente defectuosa, que requiera mucho tiempo y dinero, de los procedimientos de empernado realizados. El establecimiento de una conexión de la unidad de procesamiento con la unidad de almacenamiento puede tener lugar de cualquier forma, en la que, por ejemplo, una conexión estandarizada dispuesta en la unidad de procesamiento, por ejemplo, una conexión u Sb , posibilite de manera simple la conexión de la unidad de almacenamiento a la unidad de procesamiento.
Sin embargo, de acuerdo con un modo de realización, en particular, ventajoso de la invención, la unidad de procesamiento está diseñada para una conexión inalámbrica con la unidad de almacenamiento. La conexión inalámbrica, que se puede establecer, en particular, por medio de protocolos de radio estandarizados, posibilita una conexión, en particular, simple y cómoda de la unidad de procesamiento con la unidad de almacenamiento. Pueden estar equipados, por ejemplo, con un módulo GSM, un módulo Bluetooth o similares. Cabe destacar que se puede usar cualquier medio adecuado de conexión inalámbrica entre la unidad de procesamiento y la unidad de almacenamiento, incluyendo: satélite, WI-FI, WiMAX, Bluetooth, ZigBee, microondas, infrarrojo, radio y/o sensor de proximidad. Este modo de realización de la invención también hace posible acceder a una unidad de almacenamiento central, por ejemplo, una base de datos central, con unidades de accionamiento diseñadas de forma correspondiente, de modo que no se necesiten unidades de almacenamiento locales. El uso de una base de datos central facilita la gestión de datos de manera especial, puesto que solo es necesario realizar actualizaciones en una base de datos. Además, la conexión inalámbrica a la unidad de almacenamiento central hace posible almacenar información sobre los procedimientos de empernado realizados de forma centralizada de modo que la información se pueda consultar a partir de la base de datos central por personas autorizadas, de forma similar al seguimiento de los envíos de productos.
Para la determinación de los parámetros de configuración, se requiere que los parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción se almacenen de manera comprensible para la unidad de captura de datos en una localización adecuada, por ejemplo, en la propia unidad de regulación de parámetros operativos, en una o más de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red, o en la conexión por elementos de sujeción. Los parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción pueden incluir, por ejemplo, la identificación del personal operativo; información sobre una o más de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red que incluye, por ejemplo, información sobre el fabricante, tipo, tamaño, número de serie, características; los datos sobre las instancias de conexión por elementos de sujeción pueden ser tipo, aplicación, descripción del tipo de conexión por elementos de sujeción, parámetros de conexión por elementos de sujeción (por ejemplo, par de torsión, fuerza de pretensión, ángulo de rotación, alargamiento, torsión, carga lateral o resistencia a la fricción, etc.); y los datos sobre el equipo de la conexión por elementos de sujeción incluyen, por ejemplo, fabricante, rosca, dimensiones, puntos de fluencia, etc. Cabe destacar que los parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción pueden incluir otras características, datos y/o información pertinentes. Estos parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción se almacenan de una manera comprensible para la unidad de captura de datos en los elementos individuales. El tipo de almacenamiento de datos de una manera comprensible por la unidad de captura de datos, de este modo, en general, se puede seleccionar libremente.
Puesto que, por ejemplo, los códigos de barras o unidades RFID han demostrado ser, en particular, códigos legibles por máquina, la unidad de captura de datos está diseñada como una unidad de lectura de códigos móvil y/o receptor RFID y/o unidad de escritura de acuerdo con la presente invención. Dichas unidades de captura de datos se caracterizan por su alta fiabilidad y diseño rentable. Si es aplicable, la información respectiva se almacena en una forma correspondiente a las unidades de captura de datos, es decir, de acuerdo con la presente invención como código legible por máquina o en una unidad RFID, de modo que se pueda capturar inmediatamente. Cabe destacar que la unidad de captura de datos se puede diseñar como cualquier medio adecuado, tal como, por ejemplo, un dispositivo de lectura de códigos móvil, receptor RFID y/o unidad de escritura, etc.
El uso de unidades RFID se caracteriza, de este modo, por que la captura puede tener lugar de forma inalámbrica y sobre una mayor distancia, en el que el uso de unidades RFID también hace posible almacenar datos complementarios en la unidad RFID después de la finalización de los procedimientos de empernado. Por código legible por máquina se entiende, en particular, códigos de barras o similares, en el que los dispositivos de lectura tienen, entonces, escáneres correspondientes. Los códigos de barras se pueden disponer en etiquetas adhesivas, que se fijan, por ejemplo, a la herramienta y/o a la conexión por elementos de sujeción.
La conexión de la unidad de captura de datos con la unidad de procesamiento, en general, también puede tener lugar de cualquier manera. Sin embargo, de acuerdo con un modo de realización, en particular, ventajoso de la invención, la unidad de captura de datos está diseñada para la conexión inalámbrica con la unidad de procesamiento. Un diseño correspondiente de la invención, en el que la conexión se establece, por ejemplo, por medio de procedimientos de radio estandarizados, incrementa la facilidad de uso de manera complementaria, puesto que no hay restricción para la captura de datos por vía de unidades de captura de datos debido a una conexión por cable.
El diseño de la unidad de regulación de parámetros operativos para determinar el/los parámetro(s) de configuración y/o el/los parámetro(s) operativo(s) que se va(n) a aplicar por la(s) unidad(es) de accionamiento de cada una de la pluralidad de herramienta(s) dinamométrica(s) accionada(s) eléctricamente y/o parte(s) de accionamiento de herramienta(s) dinamométrica(s) en red, por ejemplo, para el establecimiento de una fuerza de pretensado uniforme, para lograr SIMULTORC®, en general, puede tener lugar de cualquier manera. Sin embargo, de acuerdo con un modo de realización, en particular, ventajoso de la invención, la unidad de regulación de parámetros operativos está diseñada para tener, por ejemplo, un panel de teclado, una pantalla táctil, un dispositivo móvil, etc., para controlar o regular los valores objetivo del/de los parámetro(s) de configuración y/o del/de los parámetro(s) operativo(s). Cabe recordar que el control o regulación de los parámetros operativos (parámetros del circuito eléctrico de herramienta que incluyen corriente, voltaje y/o campo magnético; valores de salida de par de torsión de herramienta; velocidades de rotación de elementos de sujeción; fuerza de pretensión de elemento de sujeción; ángulo de rotación de elemento de sujeción; alargamiento de elemento de sujeción; torsión de elementos de sujeción y/o de herramienta, ya sea axial o de flexión de alojamiento; carga lateral de accesorio de reacción; resistencia a la fricción de los elementos de sujeción; y/o cualquier combinación de los mismos) se requiere para garantizar el Parallel Joint Closure® y la integridad de las juntas para la conexión por elementos de sujeción. De este modo, la unidad de regulación de parámetros operativos se puede configurar de cualquier manera, de la manera más fácil, automáticamente o de forma manual, al/a los valor(es) objetivo especificado(s) en la unidad de salida. El inicio del procedimiento de empernado puede tener lugar entonces por medio de la activación de la unidad de activación de la unidad de regulación de parámetros operativos para activar unidades operativas de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red.
Cabe destacar que la unidad de regulación de parámetros operativos está diseñada para la conexión inalámbrica con la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red por cualquier medio adecuado, incluyendo satélite, WI-FI, WiMAX, Bluetooth, ZigBee, microondas, infrarrojo, radio y/o sensor de proximidad.
Además de una salida puramente óptica de los parámetros de configuración por medio de la unidad de salida, de acuerdo con otro modo de realización de la invención está previsto que la unidad de salida esté diseñada para ayudar en el control y/o regulación de la unidad de regulación de parámetros operativos. De acuerdo con este modo de realización de la invención, el parámetro de configuración determinado por la unidad de procesamiento se transfiere automáticamente a la unidad de regulación de parámetros operativos, por ejemplo, una unidad de regulación de parámetros operativos controlable eléctricamente, después de la determinación de los parámetros de procedimiento por medio de la unidad de captura de datos. Este modo de realización de la invención garantiza, de forma complementaria, que no resulte ningún desajuste provocado por el personal operativo y, por tanto, una conexión por tornillo defectuosa. De manera, en particular, ventajosa, la unidad de salida también está diseñada para ayudar a la unidad de control a comprobar los parámetros de configuración y hacer correcciones. Esto garantiza de manera, en particular, fiable un establecimiento libre de errores de las conexiones por elementos de sujeción requeridas.
La documentación de los procedimientos de trabajo realizados, en general, puede tener lugar de cualquier manera, por ejemplo, como se enumera anteriormente, almacenando información en una unidad de almacenamiento. Sin embargo, de acuerdo con un modo de realización, en particular, ventajoso de la invención, la unidad de salida tiene un aparato de impresión, que hace posible poner a disposición del personal operativo informes en forma inmediatamente impresa sobre las conexiones por elementos de sujeción realizadas. De forma alternativa o adicionalmente, también puede estar previsto, de acuerdo con otro desarrollo de la invención, que la unidad de procesamiento esté diseñada para la documentación de las conexiones por elementos de sujeción realizadas. En caso de que se requiera obtener información sobre las conexiones por elementos de sujeción realizadas, se puede acceder a la unidad de procesamiento en un momento posterior y se pueden recuperar los datos almacenados allí.
De acuerdo con un modo de realización, en particular, ventajoso de la invención, la unidad de regulación de parámetros operativos y/o la unidad de procesamiento tiene una unidad de captura de tiempo y/o posición fijada y/o integrada con cada una de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas de torsión en red. Estos datos, en los que la unidad de captura de posición se puede formar, por ejemplo, por un receptor GPS, también se pueden almacenar como información sobre los procedimientos realizados, de modo que la calidad de la documentación realizada y recuperable se pueda incrementar de manera complementaria. Además, las potenciaciones de automatización aplicadas a dichas unidades de captura de posición, unidades de regulación de parámetros operativos y/o cada una de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red que tienen dichas unidades de regulación, tales como capacidades de vuelo de drones, permiten la realización remota, no supervisada y/o automática de operaciones de empernado.
Las operaciones de SIMULTORC® se mejoran además con dichas potenciaciones de automatización porque cada una de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red están disponibles para moverse automáticamente a localizaciones que presentan características de empernado atípicas. Los sensores de proximidad se pueden usar para una guía de localización mejorada de las herramientas con respecto a los elementos de sujeción. Se necesitarían parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción adicionales para dicha potenciación de automatización, tales como, por ejemplo: mapas móviles interactivos; guía de ruta de empernado; guía de aproximación de elementos de sujeción; edición de rutas dinámica con corrección de viento, velocidad, distancia, rumbos y cálculo de consumo de energía; perfiles de elevación y orientación para aplicaciones de empernado; conocimiento del entorno/terreno en 2D y 3D; compatibilidad con giroscopios internos o cajas AHRS externas; visualizaciones de velocidad, altitud, trayectoria, etc.; seguimiento de vuelo en directo; cálculos de peso y equilibrio; registro automático del diario de conexiones de empernado; sincronización del movimiento de la herramienta y parte de herramienta; etc.
Los modos de realización ejemplares de la invención se explican con más detalle a continuación con referencia a los dibujos. El análisis previo se aplica a los dibujos. Para facilitar la explicación, el/los valor(es) de salida de par de torsión de herramienta es el parámetro operativo de elección, pero se puede usar cualquier parámetro operativo divulgado, incluyendo: parámetros del circuito eléctrico de herramienta que incluyen corriente, voltaje y/o campo magnético; valores de salida de par de torsión de herramienta; velocidades de rotación de elementos de sujeción; fuerza de pretensión de elemento de sujeción; ángulo de rotación de elemento de sujeción; alargamiento de elemento de sujeción; torsión de elementos de sujeción y/o de herramienta, ya sea axial o de flexión de alojamiento; carga lateral de accesorio de reacción; resistencia a la fricción de los elementos de sujeción; y/o cualquier combinación de los mismos.
En referencia a la FIG. 1, muestra una representación en perspectiva como un esbozo de un sistema de empernado industrial 100 para el apriete simultáneo de elementos de sujeción roscados industriales 40 que incluye una pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente 11 en red controladas por una herramienta dinamométrica accionada eléctricamente 10 que tiene una unidad de regulación de parámetros operativos 50. La herramienta 10 actúa como maestro y las herramientas 11 en red actúan como esclavos en este modo de realización. Para facilitar la explicación, la unidad de regulación de parámetros operativos 50 se muestra en el exterior de la herramienta 10 encerrada dentro de una cubierta 51, sin embargo, en la práctica, la totalidad de la unidad 50 y/o partes de la misma se forman dentro de o contiguas a la herramienta 10. La herramienta 10 recibe energía por medio de una fuente de alimentación eléctrica 13, preferentemente en forma de una batería de iones de litio integrada. La fuente de alimentación 13 puede incluir cualquier fuente adecuada (por ejemplo, celda solar, celda de combustible, enchufe de pared eléctrico, generador, motor, etc.). En general, la unidad de regulación de parámetros operativos 50 activa una unidad de accionamiento electrónica 14 de la herramienta 10 y controla el nivel de salida de par de torsión (u otra operación o parámetro de configuración) configurado en una unidad operativa 15. La unidad de accionamiento electrónica 14 y la unidad operativa 15 se muestran separadas entre sí y externas a la unidad de regulación de parámetros operativos 50. Sin embargo, la unidad de accionamiento electrónica 14 y/o unidad operativa 15 se pueden formar como una única unidad y/o se pueden formar de forma íntegra con o contiguas a la unidad de regulación de parámetros operativos 50.
La unidad de regulación de parámetros operativos 50, en este caso, regula/supervisa/mide, etc., la salida de par de torsión de la herramienta 10 y las herramientas 11, como el valor objetivo. Para establecer el valor objetivo requerido para una conexión por elementos de sujeción, la unidad de regulación de parámetros operativos 50 tiene una unidad de entrada 52. Una unidad de captura de datos 56, en este caso un escáner de código de barras móvil, captura los parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción 41 del personal operativo, la herramienta 10 y/o las herramientas 11, una instancia de conexión por elementos de sujeción o una aplicación de empernado 42 y el equipo de conexión por elementos de sujeción 40. La aplicación de empernado 42 puede incluir, por ejemplo, una brida para cerrarse. El equipo de conexión por elementos de sujeción 40 puede incluir, por ejemplo, espárragos roscados, pernos y/o tuercas, arandelas y/o cualquier otro elemento adecuado.
La unidad de captura de datos 56 se muestra externa a la unidad de regulación de parámetros operativos 50, sin embargo, la totalidad de la unidad 56 o partes de la misma se pueden encontrar dentro de la herramienta 10 o la unidad de regulación de parámetros operativos 50. Los parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción 41 se transfieren de forma inalámbrica a una unidad de procesamiento 53. La unidad de procesamiento 53 indica el par de torsión de compresión que se configurará por medio de la unidad de visualización, o salida, 51, que se puede formar como o parte de un panel operativo 15 en la herramienta 10 después de acceder a los datos, tal vez almacenados en una unidad de almacenamiento (no mostrada). Después de configurar el par de torsión de compresión mostrado en la unidad de entrada 52 de forma manual, semimanual o automáticamente, el procedimiento de sujeción se puede iniciar y detener por medio de una unidad de activación 55, de forma manual, semimanual o automáticamente. Si es manual, la unidad de activación 55 se puede formar como un gatillo 16 de la herramienta 10, que el operario aprieta para iniciar el procedimiento de sujeción. Cabe destacar que el par de torsión de compresión o la fuerza de pretensado de atornillado es la fuerza necesaria para apretar y/o aflojar la conexión por tornillo. Cabe destacar que cada herramienta 10 y/o herramientas 11 pueden ser estructuralmente similares entre sí, conteniendo componentes similares, de modo que los comandos de programa informático incluidos en la unidad de regulación de parámetros operativos 50 realicen una minoría, mayoría y/o todas las etapas de las operaciones de empernado de SIMULTORC® divulgadas.
Cabe destacar que cada una de la pluralidad de herramienta(s) dinamométrica(s) accionada(s) eléctricamente 10 y/u 11 en red están dispuestas igualmente distantes entre sí en elementos de sujeción roscados 40 alrededor de la instancia de conexión por elementos de sujeción, o aplicación de empernado, 42. SIMULTORC® es el procedimiento de empernado patentado del solicitante para garantizar el Parallel Joint Closure® y la integridad de las juntas, lo que minimiza el riesgo de lesiones del operario, daños a la propiedad y/o pérdida de producción por fugas en las juntas, fallos en las juntas y/o aplastamiento de una junta (no mostrada) que amortigua el cierre de la aplicación de empernado 42. Cabe destacar que se puede incluir una unidad de detección (no mostrada) con la unidad de regulación de parámetros operativos 50 y/o herramienta 10 y/o herramientas 11 para determinar cuándo la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente 10 y 11 en red están disponibles para apretar y/o aflojar elementos de sujeción roscados 40. En otras palabras, la(s) unidad(es) de accionamiento electrónica(s) 14, la(s) unidad(es) operativa(s) 15, lo(s) gatillos 16, la(s) unidad(es) de regulación de parámetros operativos 50, y/o partes de las mismas, pueden no ser activables a menos que la herramienta 10 y/o las herramientas 11 estén situadas correctamente y enganchadas de forma segura con los elementos de sujeción roscados 40 y la aplicación de empernado 42.
Una unidad de detección de este tipo actúa como un mecanismo de seguridad para reducir y/o eliminar el riesgo de lesiones del operario y un mecanismo de calidad para garantizar el Parallel Joint Closure® y la integridad de las juntas.
Durante una operación de empernado de SIMULTORC®, como se muestra, por ejemplo, en la FIG. 1, una unidad de control 54 controla el/los parámetro(s) operativo(s), en este caso el/los valor (es) de salida de par de torsión de herramienta, de cada una de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente 10 y/u 11 en red para mantener una diferencia entre el/los parámetro(s) operativo(s) dentro de un valor predeterminado. Si la diferencia en el/los parámetro(s) operativo(s) excede el valor predeterminado, la unidad de control 54 regula el/los parámetro(s) operativo(s) de las herramientas 10 y/u 11 hasta que la diferencia en el/los parámetro(s) operativo(s) vuelva dentro del valor predeterminado.
Otro modo de realización ejemplar de la invención se explica con más detalle a continuación con referencia a la FIG.
2. El análisis general previo y análisis específico relacionado con la FIG. 1 se aplica a el modo de realización mostrado en la FIG. 2. En referencia a la FIG. 2, muestra una representación en perspectiva como un esbozo de un sistema de empernado industrial 200 para el apriete simultáneo de elementos de sujeción roscados industriales 40 que incluye una pluralidad de partes de accionamiento en red de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente 211 controladas por una herramienta dinamométrica accionada eléctricamente 10 que tiene una unidad de regulación de parámetros operativos 50. La herramienta 10 actúa como maestro y las partes de accionamiento 211 en red actúan como esclavos en este modo de realización.
Otro modo de realización ejemplar de la invención se explica con más detalle a continuación con referencia a la FIG.
3. El análisis general previo y análisis específico relacionado con las FIGS. 1 y 2 se aplica al modo de realización mostrado en la FIG. 3. En referencia a la FIG. 3, muestra una representación en perspectiva como un esbozo de un sistema de empernado industrial 300 para el apriete simultáneo de elementos de sujeción roscados industriales 40 que incluye una pluralidad de partes de accionamiento en red de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente 311 controladas por un dispositivo móvil 320 que tiene una unidad de regulación de parámetros de operativos 50. El dispositivo móvil 320 actúa como maestro y las partes de accionamiento 311 en red actúan como esclavos en este modo de realización.
En un modo de realización alternativo no mostrado en los dibujos, la supervisión y el control de: la herramienta dinamométrica accionada eléctricamente 10; una pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente 11 en red; una pluralidad de partes de accionamiento en red de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente 211; una pluralidad de partes de accionamiento en red de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente 311; uno de las mismas; una pluralidad de las mismas; un subconjunto de las mismas; una pluralidad de subconjuntos de las mismas; o cualquier combinación de las mismas, se puede producir como parte de un sistema de ejecución de fabricación (MES) de célula, línea, planta, entidad o colaboración. En otras palabras, las herramientas dinamométricas y las partes de accionamiento de herramientas dinamométricas de la presente invención son dispositivos inteligentes que se pueden integrar con otros dispositivos y equipos, en procedimientos manuales, automatizados o semiautomatizados, para combinar todos los aspectos de la fabricación, para digitalizar todos los procedimientos. y registros, y para controlar estrictamente todos los resultados de las operaciones.
En otro modo de realización no mostrado en los dibujos, la supervisión y el control de: la herramienta dinamométrica accionada eléctricamente 10; una pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente 11 en red; una pluralidad de partes de accionamiento en red de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente 211; una pluralidad de partes de accionamiento en red de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente 311; uno de las mismas; una pluralidad de las mismas; un subconjunto de las mismas; una pluralidad de subconjuntos de las mismas; o cualquier combinación de las mismas, se puede producir en un sistema alámbrico de bucle cerrado, especialmente en aplicaciones de empernado críticas.
De forma ventajosa, las innovaciones divulgadas en esta solicitud incluyen unidades de regulación de parámetros operativos para sistemas de empernado que tienen una pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red para el apriete simultáneo de elementos de sujeción roscados industriales. De hecho, se puede lograr SIMULTORC® con una pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas en red, en particular, las de la variedad de mano y/o móvil. SIMULTORC® es un procedimiento de empernado patentado del solicitante para garantizar el Parallel Joint Closure® (cierre de juntas en paralelo), y la integridad de las juntas, lo que minimiza el riesgo de lesiones del operario, daños a la propiedad y/o pérdida de producción por fugas en las juntas, fallos en las juntas y/o aplastamiento de una junta que amortigua el cierre de una brida.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de empernado industrial (100) para el apriete simultáneo de elementos de sujeción roscados industriales que incluye una unidad de regulación de parámetros operativos (50),
teniendo el sistema de empernado (100) una pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente (11, 211, 311) y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas (11, 211, 311) en red para el apriete simultáneo de elementos de sujeción roscados industriales,
incluyendo la unidad de regulación de parámetros operativos (50):
una unidad de procesamiento (53);
una unidad de salida conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento (53);
una unidad de entrada (52) conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento (53);
una unidad de activación (55) conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento (53) para activar unidades operativas (15) de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente (11, 211, 311) y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas (11, 211, 311) en red;
una unidad de control (54) para controlar los parámetros operativos de cada una de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente (11, 211, 311) y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas (11,211,311) en red para mantener una diferencia entre los parámetros operativos dentro de un valor predeterminado, y
una unidad de almacenamiento,
en el que la unidad de regulación de parámetros operativos (50) está diseñada para la conexión inalámbrica con la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente (11,211, 311) y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas (11, 211, 311) en red por cualquier medio adecuado, incluyendo satélite, WI-FI, WiMAX, Bluetooth, ZigBee, microondas, infrarrojo y/o radio,
incluyendo además la unidad de regulación una unidad de captura de datos (56) conectada y/o integrada con la unidad de procesamiento (53), en el que la unidad de procesamiento (53) está diseñada para que la salida del valor se configure en la unidad de regulación de parámetros operativos (50) en base a los parámetros de procedimiento de conexión por elementos de sujeción determinados con la unidad de captura de datos (56), la unidad de captura de datos (56) está diseñada como un dispositivo de lectura de códigos móvil y/o receptor RFID y/o unidad de escritura.
2. Un sistema de empernado industrial (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente (11, 211, 311) y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas (11, 211, 311) en red están controladas por una de las herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente.
3. Un sistema de empernado industrial (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la unidad de regulación de parámetros operativos (50) está formada dentro de un dispositivo móvil.
4. Un sistema de empernado industrial (100) de acuerdo con cualquier reivindicación 1-3, en el que la unidad de regulación de parámetros operativos (50) controla automáticamente la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente (11, 211, 311) y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas (11, 211, 311) en red.
5. Un sistema de empernado industrial (100) de acuerdo con cualquier reivindicación 1-4, en el que la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente (11, 211, 311) y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas (11, 211, 311) en red incluye unidad(es) de captura de tiempo y/o posición.
6. Un sistema de empernado industrial (100) de acuerdo con cualquier reivindicación 1-5, que incluye una unidad de detección que determina cuándo la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente (11,211, 311) y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas (11, 211, 311) en red están disponibles para apretar y/o aflojar los elementos de sujeción roscados, haciendo, de este modo, que la unidad operativa sea activable.
7. Un procedimiento para controlar automáticamente un sistema de empernado industrial (100) de acuerdo con cualquier reivindicación 1-6, que incluye el mantenimiento de una diferencia entre los parámetros operativos de cada una de la pluralidad de herramientas dinamométricas accionadas eléctricamente (11, 211, 311) y/o partes de accionamiento de herramientas dinamométricas (11, 211, 311) en red dentro de un valor predeterminado.
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