ES2955783T3 - Máquina automática de instalación para una herramienta de instalación para un inserto de rosca de alambre y procedimiento de instalación - Google Patents

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Abstract

Una máquina de instalación que se puede conectar a una herramienta de instalación para un inserto de hilo de alambre para instalar el inserto de hilo de alambre en un orificio roscado, teniendo la máquina de instalación las siguientes características: una unidad de accionamiento giratoria que proporciona un movimiento de rotación que se puede conmutar entre un primer y un segundo sentido de giro, un husillo de ajuste cilíndrico hueco desplazable axialmente en acoplamiento giratorio con la unidad de accionamiento giratoria, de modo que durante una transferencia de un movimiento giratorio desde la unidad de accionamiento al husillo de ajuste, el husillo de ajuste puede ser movido en dirección longitudinal independientemente del movimiento de rotación, un primer cilindro neumático con un émbolo móvil axialmente, cuya dirección de acción está orientada paralela a la dirección longitudinal del husillo de ajuste y que está acoplada de forma desplazada con el husillo de ajuste, de modo que el husillo de ajuste se puede desplazar axialmente mediante el cilindro neumático, un mandril de accionamiento desplazable axialmente, que está dispuesto dentro del husillo de ajuste cilíndrico hueco y es accionado de forma no giratoria, y un portaherramientas a través del cual se coloca la herramienta de montaje para un inserto roscado de alambre. está conectado al husillo de ajuste. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Máquina automática de instalación para una herramienta de instalación para un inserto de rosca de alambre y procedimiento de instalación
1. Campo de invención
La presente invención se refiere a una máquina automática de instalación que se puede conectar a una herramienta de instalación para un inserto de rosca de alambre en un taladro roscado de un componente, para instalar automáticamente un inserto de rosca de alambre en este taladro roscado. Además, la presente invención se refiere a una máquina automática de instalación en combinación con una herramienta de instalación de este tipo. Además, la presente invención se refiere a un procedimiento de instalación para un inserto de rosca de alambre en un taladro roscado de un componente con la máquina automática de instalación.
2. Antecedentes de la invención
En el estado de la técnica se conocen distintos insertos de rosca de alambre para su instalación en un taladro con una rosca receptora de un componente. Estos insertos de rosca de alambre se describen, por ejemplo, en los documentos US-A-2,363,789, EP-A-0 140 812 y EP-A-0 157 715. Normalmente, el diámetro exterior de la hélice cilíndrica del inserto de rosca de alambre debe seleccionarse de modo que sea algo mayor que el diámetro interior de la rosca receptora del componente. Esto asegura que, mediante la recuperación elástica del inserto de rosca de alambre, se logre un asiento firme del inserto de rosca de alambre después de la instalación en la rosca receptora.
En el documento EP-B1-0 983 445, por ejemplo, se describen distintas configuraciones de insertos de rosca de alambre. Entre éstos se incluye, por ejemplo, el inserto de rosca de alambre que consiste en una hélice cilíndrica con una pluralidad de vueltas enrolladas helicoidalmente. Una primera vuelta de esta hélice cilíndrica desemboca en una espiga de instalación que sobresale radialmente en línea recta en la hélice cilíndrica. Por medio de una herramienta de instalación adecuada se agarra esta espiga de instalación y con ello se instala o se enrosca el inserto de rosca de alambre en la rosca receptora de la abertura del componente. Una vez completada la instalación, se retira la espiga de instalación rompiéndola en la primera vuelta por medio del punto de rotura controlada. De esta manera, se crea una rosca receptora con un inserto de rosca de alambre que se puede enroscar de forma continua.
Tales insertos de rosca de alambre con una espiga de instalación que se ha de romper se instalan por medio de una máquina automática de instalación y una herramienta de instalación correspondiente, como se describe en los documentos EP 1428 627 A2 y DE 60008330 T2. A pesar de las diferencias constructivas entre las dos máquinas automáticas de instalación mencionadas, el diseño básico utiliza una unidad giratoria de accionamiento, o sea, un motor eléctrico, para aproximar el husillo de instalación con el inserto de rosca de alambre al taladro roscado y enroscarlo en el mismo. Un giro del motor utilizado se transmite, por ejemplo, mediante un mecanismo de ruedas dentadas. Este mecanismo de ruedas dentadas hace girar un mandril cilíndrico hueco, como se describe en el documento DE 600 08 330 T2. Una conexión roscada entre el mandril y un manguito con rosca interior convierte el giro del motor en un movimiento lineal de instalación del mandril en el taladro roscado. En el mandril cilíndrico hueco está dispuesto un punzón, que se acciona con un cilindro neumático. El cilindro neumático combinado con este punzón sirve únicamente para, una vez concluida la instalación, romper la espiga de instalación presente en el inserto de rosca de alambre. Después de que se rompa la espiga, se retira de nuevo el mandril, girándolo de acuerdo con la instalación giratoria del inserto de rosca de alambre, del taladro roscado con el inserto de rosca de alambre instalado.
El documento WO 2012/062604 describe un inserto de rosca de alambre que presenta una espiga de arrastre que sobresale radialmente en forma de arco en la hélice. A diferencia del inserto de rosca de alambre descrito anteriormente, la espiga de arrastre configurada en forma de arco se dobla hacia atrás a la rosca interior de la abertura del componente una vez que se ha realizado la instalación. Esta espiga que puede doblarse hacia atrás permanece en la rosca interior de la abertura del componente una vez realizada la instalación, lo que, por ejemplo, evita desechos molestos durante el proceso de instalación.
En el documento WO 2012/062604 A1 ya mencionado anteriormente se describe una herramienta correspondiente para instalar el inserto de rosca de alambre con una espiga que puede doblarse hacia atrás. Una configuración alternativa de tal herramienta se desprende del documento WO 2018/114122. Estas herramientas de instalación se caracterizan por que el inserto de rosca de alambre se enrosca primero sobre un husillo de instalación cilíndrico hueco. La cara frontal axial de la cuchilla de instalación, que está dispuesta delante en la dirección de instalación, asegura, mediante unos resaltos de aplicación y salientes adecuados, que la herramienta de instalación pueda agarrar y enroscar la espiga que puede doblarse hacia atrás. En el interior del husillo de instalación cilíndrico hueco está dispuesto un accionador que, mediante un movimiento lineal, extiende de forma selectiva una cuchilla de instalación. Esta cuchilla de instalación forma una superficie de recalcado extendida desde el husillo de instalación para doblar hacia atrás por recalcado la espiga de instalación a la rosca receptora de la abertura del componente. Una vez doblada hacia atrás la espiga de arrastre, el accionador y, por lo tanto, la cuchilla de recalcado se retraen de nuevo al husillo de instalación, para poder desenroscar después el husillo de instalación del inserto de rosca de alambre.
El documento WO 2019/141497 describe una herramienta perfeccionada para instalar un inserto de rosca de alambre con una espiga que puede doblarse hacia atrás. La herramienta de instalación está accionada mediante una unidad giratoria de accionamiento, aquí un motor eléctrico. El motor eléctrico transmite su giro y par al husillo de instalación por medio de un acoplamiento de par. Cuando se alcanza un determinado valor umbral de par, el acoplamiento de par, en virtud de su diseño, provoca un movimiento lineal del accionador dispuesto dentro del husillo de instalación cilíndrico hueco. Este movimiento lineal del accionador dentro del husillo de instalación, desencadenado de forma puramente mecánica, hace que se extienda una cuchilla de instalación para doblar hacia atrás la espiga de arrastre o que la cuchilla de instalación se retraiga al husillo de instalación.
En el documento CH 261 878 A se describe un dispositivo para introducir en un taladro roscado una hélice de alambre enrollado helicoidalmente. El dispositivo comprende un manguito que presenta una parte terminal provista de una rosca interior y una escotadura lateral para recibir la hélice de alambre y contraerla a medida que pasa por la rosca interior. El manguito está provisto de una segunda rosca interior dispuesta entre la escotadura lateral y el otro extremo del manguito. Además, en el manguito está guiada coaxialmente una varilla giratoria y desplazable axialmente. El extremo exterior de la varilla está configurado para acoplarse con un accionamiento reversible, y una parte central de la varilla lleva una rosca exterior que puede engranar con la segunda rosca interior mencionada anteriormente. Todas las roscas mencionadas tienen el mismo paso.
El documento US 2003/024594 A1 describe un dispositivo de enrollamiento previo para la aplicación selectiva a una herramienta de instalación. El dispositivo de enrollamiento previo comprende una estructura de soporte aplicable selectivamente a la herramienta de instalación, un dispositivo de bobinado previo fijado a la estructura de soporte, presentando el dispositivo de bobinado previo una primera y una segunda aberturas roscadas, y un mandril con un extremo roscado y un extremo de acoplamiento. El extremo roscado está engranado de forma roscada con la segunda abertura roscada. El extremo de acoplamiento está engranado de forma activa y selectiva con la herramienta de accionamiento, con lo que la herramienta de accionamiento acciona de manera giratoria el mandril en relación con el dispositivo de enrollamiento previo para impulsar en un movimiento de giro el inserto de bobina helicoidal a través de la segunda abertura roscada, con el fin de realizar un bobinado previo del inserto de bobina helicoidal.
En comparación con la técnica anterior, la presente invención aborda el problema de proporcionar una máquina automática de instalación para y en combinación con una herramienta de instalación para un inserto de rosca de alambre que optimice los procesos de instalación conocidos y los lleve a cabo de manera más efectiva.
3. Compendio de la invención
El objetivo anterior se logra mediante una máquina automática de instalación según la reivindicación independiente 1 y mediante un procedimiento de instalación para un inserto de rosca de alambre con la máquina automática de instalación mencionada, según la reivindicación independiente 7. De la siguiente descripción, los dibujos adjuntos y las reivindicaciones adjuntas se desprenden configuraciones ventajosas y perfeccionamientos de la presente invención.
La máquina automática de instalación según la invención se puede conectar a una herramienta de instalación para un inserto de rosca de alambre, para instalar el inserto de rosca de alambre en un taladro roscado de un componente. Para este propósito, la máquina automática de instalación según la invención presenta las siguientes características: una unidad giratoria de accionamiento, que proporciona un movimiento giratorio que se puede conmutar entre una primera y una segunda direcciones de giro, un husillo de colocación cilíndrico hueco desplazable axialmente en acoplamiento de giro con la unidad giratoria de accionamiento, de modo que, durante la transmisión de un movimiento giratorio de la unidad de accionamiento al husillo de colocación, el husillo de colocación puede desplazarse en dirección longitudinal independientemente del movimiento giratorio, un primer accionador, en particular un cilindro neumático con un pistón axialmente móvil, cuya dirección de acción está orientada paralelamente a la dirección longitudinal del husillo de colocación y que está acoplado en cuanto al desplazamiento con el husillo de colocación, de modo que el husillo de colocación puede ser desplazado axialmente por el accionador, un mandril de accionamiento desplazable axialmente, que está dispuesto dentro del husillo de colocación cilíndrico hueco y puede ser impulsado o accionado esencialmente sin torsión, y un portaherramientas, mediante el cual la herramienta de instalación para un inserto de rosca de alambre puede conectarse al husillo de colocación.
Por medio de la presente invención, se crea la condición constructiva previa para una instalación automática de insertos de rosca de alambre en taladros roscados de un componente. Una máquina automática de instalación de este tipo representa por lo tanto un grado adicional de automatización en comparación con los aparatos manuales conocidos para instalar un inserto de rosca de alambre en un taladro roscado. La máquina automática de instalación preferida según la invención está configurada de tal manera que puede conectarse a herramientas de instalación de diferente configuración y/o funcionalidad. Por lo tanto, la máquina automática de instalación según la invención crea la base para hacer funcionar el tipo respectivo de herramienta de instalación para el inserto de rosca de alambre utilizado, pues las herramientas de instalación conocidas están adaptadas a un inserto de rosca de alambre con espiga de instalación o un inserto de rosca de alambre sin espiga de instalación o a un inserto de rosca de alambre con una espiga de instalación curvada que sobresale radialmente hacia dentro.
Según la invención, la máquina automática de instalación proporciona el movimiento giratorio del husillo de colocación preferiblemente por medio de una unidad giratoria de accionamiento, preferiblemente un motor eléctrico o un servomotor. Este movimiento giratorio del husillo de colocación se transmite a un husillo de instalación de la herramienta de instalación para enroscar el inserto de rosca de alambre sobre el husillo de instalación, enroscarlo en el taladro roscado y luego desenroscar de nuevo el husillo de instalación del inserto de rosca de alambre instalado.
Para simplificar la aproximación del husillo de colocación y, por lo tanto, del husillo de instalación con inserto de rosca de alambre al taladro roscado del componente, se utiliza un primer accionador, preferiblemente un primer cilindro neumático con un pistón axialmente móvil. Como primer accionador se prefieren accionadores electromagnéticos, piezoeléctricos, hidráulicos y neumáticos. La función del primer accionador se explica utilizando el ejemplo de un cilindro neumático. La acción del cilindro neumático está orientada paralelamente a la extensión axial del husillo de colocación y, por lo tanto, del husillo de instalación. Además, el cilindro neumático está integrado en la máquina automática de instalación de tal manera que, mediante su pistón axialmente móvil, se puede desplazar o mover el husillo de colocación paralelamente a la dirección de acción del cilindro neumático. Así, mientras que el proceso de instalación del inserto de rosca de alambre se realiza mediante la rotación de la unidad giratoria de accionamiento, el primer cilindro neumático es responsable de aproximar el husillo de colocación hacia el taladro roscado y hacerlo retroceder desde el taladro roscado. Esto reduce el esfuerzo de adaptación en comparación con los sistemas existentes en donde la aproximación al taladro roscado se realiza, por ejemplo, mediante una conexión roscada del husillo de colocación y una rosca de tuerca correspondiente. En este caso, la unidad giratoria de accionamiento no sólo sería responsable de instalar el inserto de rosca de alambre, sino que también tendría que girar la rosca de tuerca correspondiente para el desplazamiento axial, o sea, para aproximar y retirar el husillo de colocación del taladro roscado previsto en el componente. La separación funcional de la aproximación y la instalación giratoria está garantizada por el hecho de que la unidad giratoria de accionamiento sólo puede transmitir un par al husillo de colocación. El par se transmite preferiblemente por medio de un casquillo de bolas de par o una guía de árbol ranurado, dentro de la cual está retenido el husillo de colocación de forma que puede moverse axialmente mediante una unión geométrica.
En el extremo del husillo de colocación que mira en dirección opuesta a la unidad giratoria de accionamiento, está previsto un portaherramientas mediante el cual se puede conectar la herramienta de instalación para el inserto de rosca de alambre al husillo de colocación. Tales portaherramientas están preferiblemente configurados de diferentes maneras, como, por ejemplo, una pinza portapieza o un enclavamiento de bola. Estas construcciones mecánicas de acoplamiento conocidas están diseñadas para transmitir no sólo un par, sino también movimientos axiales de la estructura del husillo de colocación a la herramienta de instalación.
Basado en la construcción cilíndrica hueca del husillo de colocación, dentro del husillo de colocación está dispuesto un mandril de accionamiento. Este mandril de accionamiento se puede desplazar de manera selectiva en la dirección longitudinal del husillo de colocación para implementar diferentes funcionalidades de las herramientas de instalación conocidas. Este desplazamiento axial del mandril de accionamiento se transmite preferiblemente a un husillo de instalación, que también está construido en forma cilíndrica hueca y contiene al menos un accionador interior u otro elemento móvil interior. Mediante el movimiento axial del mandril de accionamiento, que está accionado sin torsión en el husillo de colocación, se acciona o se mueve preferiblemente una cuchilla de instalación de la herramienta de instalación o un mandril para romper la espiga del inserto de rosca de alambre o similares. En este contexto, se prefiere que el movimiento axial realizado por el mandril de accionamiento dentro del husillo de colocación no sea generado por la unidad giratoria de accionamiento. Lo mismo se aplica al primer cilindro neumático preferido, o sea, al primer accionador, que está diseñado de tal manera que, preferiblemente, sólo mueve el husillo de colocación en su dirección longitudinal aproximándolo o haciéndolo retroceder.
Con respecto al portaherramientas mencionado anteriormente, el husillo de instalación se puede alojar preferiblemente como herramienta de instalación en un hexágono interior como portaherramientas. De este modo se realiza una conexión no giratoria. Un mandril de ajuste dentro del husillo de instalación se acopla al mandril de accionamiento mediante un enclavamiento de bola.
Según una configuración preferida de la máquina automática de instalación, el husillo giratorio de colocación y el primer accionador, preferiblemente un pistón del primer cilindro neumático, están conectados entre sí mediante una unidad de conexión de desacoplamiento de giro, de modo que el husillo de colocación puede ser desplazado linealmente por el primer cilindro neumático o, en general, el primer accionador con un giro simultáneo mediante la unidad giratoria de accionamiento.
La unidad de conexión de desacoplamiento de giro preferida garantiza que la unidad giratoria de accionamiento y el primer cilindro neumático puedan transmitir respectivamente su par y su movimiento lineal independientemente una de otro al husillo de colocación. Estos movimientos se pueden activar y realizar independientemente uno de otro, de modo que precisamente también un uso simultáneo de ambos movimientos puede conducir a una reducción de los tiempos de ciclo, por ejemplo, al instalar un inserto de rosca de alambre en la abertura de un componente.
Según una configuración preferida de la presente invención, la unidad de conexión de desacoplamiento de giro entre el husillo de colocación y el primer accionador presenta un segundo accionador, en particular integrado, con el que el mandril de accionamiento se puede desplazar linealmente dentro del husillo de colocación.
Mientras que, según la invención, se pueden transmitir así al husillo de colocación pares de la unidad giratoria de accionamiento y un movimiento lineal del primer accionador, en particular del primer cilindro neumático, el segundo accionador dispuesto en la unidad de conexión de desacoplamiento de giro asegura una activación del mandril de accionamiento en el husillo de colocación preferiblemente desacoplada de las otras funciones y movimientos. Esto se debe a que el movimiento lineal generado por el segundo accionador dentro de la unidad de conexión de desacoplamiento de giro puede controlarse y realizarse independientemente del movimiento giratorio de la unidad giratoria de accionamiento y de un movimiento lineal del primer cilindro neumático. De ello se deduce que no sólo el movimiento giratorio de la unidad de accionamiento y el movimiento lineal del primer cilindro neumático pueden combinarse y/o superponerse entre sí de forma eficaz. Más bien, también se prefiere que el movimiento lineal del mandril de accionamiento dentro del husillo de colocación cilíndrico hueco pueda activarse y pueda tener lugar al menos parcialmente en paralelo al movimiento giratorio de la unidad de accionamiento y/o al movimiento lineal de desplazamiento del primer cilindro neumático.
Según diferentes modos de realización preferidos de la presente invención, el segundo accionador es un accionador electromagnético, o un accionador piezoeléctrico, o un accionador neumático.
Según la invención, la unidad de conexión de desacoplamiento de giro, además de la conexión de desacoplamiento de giro entre el pistón del primer cilindro neumático y el husillo de colocación utilizado de forma giratoria, preferiblemente pone a disposición un espacio constructivo que puede utilizarse con diferentes componentes funcionales. Sin embargo, lo esencial para estos componentes funcionales es que pueden modificar la posición axial del mandril de accionamiento dentro del husillo de colocación mediante un movimiento generado.
Según una configuración preferida, en el espacio constructivo de la unidad de conexión está integrado un accionador electromagnético o un accionador piezoeléctrico. Éstos pueden activarse eléctricamente de manera conocida y cambian su longitud en función de la señal eléctrica alimentada. Este cambio de longitud se transmite directa o indirectamente al mandril de accionamiento dentro del husillo de colocación, de modo que el mandril de accionamiento cambia su posición axial dentro del canal interior del husillo de colocación mediante el movimiento del accionador. De manera correspondiente, preferiblemente una señal eléctrica asegura un movimiento del accionador piezoeléctrico o electromagnético, de modo que se extienda el mandril de accionamiento en la dirección de una dirección de instalación. Este movimiento se transmite preferiblemente a la herramienta de instalación para romper una espiga de instalación de un inserto de rosca de alambre o extender una cuchilla de instalación en la herramienta de instalación para preparar el doblado hacia atrás de una espiga, que puede doblarse hacia atrás, de un inserto de rosca de alambre. De la misma manera, una señal eléctrica asegura que el accionador se acorte o que el mandril de accionamiento se mueva axialmente y, correspondientemente a un mandril preferido en la herramienta de instalación, que éste sea retraído de nuevo a un husillo de instalación.
Según otra configuración preferida de la presente invención, el espacio constructivo presente en la unidad de conexión de desacoplamiento de giro está realizado como un cilindro neumático en el que está dispuesto de forma móvil un pistón para proporcionar un segundo accionador, preferiblemente un segundo cilindro neumático. Esto ofrece la posibilidad de que el suministro de aire existente para el primer cilindro neumático también se pueda utilizar con una técnica de válvulas propia para hacer funcionar un segundo cilindro neumático dispuesto en la unidad de conexión de desacoplamiento de giro. Además, un segundo cilindro neumático tiene la ventaja de que no se requieren líneas de alimentación eléctrica para la unidad de conexión de desacoplamiento de giro. El segundo cilindro neumático se alimenta por medio de conexiones neumáticas adecuadas, de modo que se puede activar de manera selectiva un movimiento axial en la dirección de instalación del inserto de rosca de alambre o en contra de una dirección de instalación.
Según otra configuración preferida de la presente invención, el accionador neumático dentro de la unidad de conexión desacoplada en cuanto al giro es un cilindro neumático de doble efecto o un cilindro neumático de simple efecto con retorno por resorte.
El uso de un segundo cilindro neumático en un circuito paralelo al primer cilindro neumático como accionador para el mandril de accionamiento dentro del husillo de colocación se puede implementar según una primera configuración preferida de la presente invención por medio de un cilindro neumático de simple efecto con retorno por resorte. Esto significa que el cilindro neumático se puede mover de manera selectiva en sólo una dirección por medio de la presión de aire conectable adicionalmente. En este contexto, es posible una configuración del cilindro neumático de simple efecto que genere un movimiento en la dirección de instalación en virtud de una presión de mando aplicada. Este movimiento puede realizarse preferiblemente con una fuerza correspondiente a la cantidad de presión de aire aplicada. Un posible uso (véase anteriormente) es romper de esta manera una espiga del inserto de rosca de alambre por medio del mandril de accionamiento. Otra posibilidad consiste en extender una cuchilla de instalación de la herramienta de instalación. Tan pronto como el mandril de accionamiento deba volver a su posición inicial, se desconecta la presión que actúa sobre el segundo cilindro neumático, realizado aquí como cilindro neumático de simple efecto. Dado que el pistón del segundo cilindro neumático está dispuesto preferiblemente pretensado por resorte en contra de la dirección del aire comprimido actuante, la tensión previa por resorte actuante hace que el pistón se mueva a su posición inicial, o sea, en contra de la dirección de instalación, cuando se desconecta la presión del aire. Esta configuración del accionador consigue preferiblemente una desviación efectiva del mandril de accionamiento y los componentes de la herramienta de instalación conectados al mismo. Al mismo tiempo, también se garantiza, sin un gran esfuerzo de conmutación y control, el retorno del accionador a su posición inicial por medio de la tensión previa por resorte actuante.
Según otra configuración preferida de la presente invención, el segundo cilindro neumático, en su disposición conectada en paralelo con respecto al primer cilindro neumático, presenta la configuración de un cilindro neumático de doble efecto. En este contexto, cilindro neumático de doble efecto significa que se utiliza una primera presión de aire actuante para desplazar el accionador en la dirección de instalación, mientras que una segunda presión de aire actuante mueve el accionador o el pistón del segundo cilindro neumático de vuelta a su posición inicial. Así pues, en comparación con el retorno por resorte del cilindro neumático de simple efecto descrito anteriormente, se requiere una presión de mando neumática que, por un lado, controla el movimiento en la dirección de instalación y, por otro lado, provoca el movimiento en la dirección opuesta a la dirección de instalación.
Si se utiliza preferiblemente un segundo cilindro neumático como accionador en la unidad de conexión de desacoplamiento de giro, es necesario que exista una conexión obturada neumáticamente entre el husillo de colocación y la unidad de conexión o su espacio de alojamiento. En este caso, la unidad de conexión de desacoplamiento de giro está construida de manera similar a una junta giratoria neumática. Esto se debe a que el aire necesario para controlar el segundo cilindro neumático se conduce a través del componente de conexión. Además, entre el pistón del primer cilindro neumático y el husillo giratorio de colocación, tiene lugar un desacoplamiento con respecto al movimiento giratorio del husillo de colocación.
Según otra configuración preferida de la presente invención, el portaherramientas para la conexión a una herramienta de instalación para el inserto de rosca de alambre está realizado como enclavamiento de bola o como pinza portapieza para un husillo de instalación de la herramienta de instalación.
Un enclavamiento de bola, así como una pinza portapieza, son construcciones mecánicas conocidas. Éstas crean, por un lado, una conexión separable con un husillo de instalación de la herramienta de instalación. Además, el enclavamiento de bola y también la pinza portapieza se pueden combinar con una unión geométrica adecuada, de modo que el giro del husillo de colocación también se pueda transmitir al husillo de instalación de la herramienta de instalación. En este contexto, también se prefiere que, además del husillo de instalación, un mandril de ajuste guiado, por ejemplo, en el husillo de instalación también se conecte a la máquina automática de instalación con un enclavamiento de bola o una pinza portapieza.
Según otra configuración preferida, la máquina automática de instalación presenta una herramienta de instalación, como se describe en el documento WO 2018/114122 A1. En el documento WO 2018/114122 A1 se describe una herramienta de instalación para un inserto de rosca de alambre con una espiga que puede doblarse hacia atrás. En un cuerpo de husillo está dispuesto un accionador ajustable linealmente, con el que se puede extender desde el cuerpo de husillo una cuchilla de arrastre y/o recalcado y retraerla al mismo.
La presente invención divulga además un procedimiento de instalación para un inserto de rosca de alambre en un taladro roscado de un componente con una máquina automática de instalación, en particular una máquina automática de instalación según uno de los modos de realización anteriores, que presenta las siguientes operaciones: enroscar un inserto de rosca de alambre sobre un husillo de instalación de una herramienta de instalación conectada a un husillo de colocación, en la que una unidad giratoria de accionamiento gira el husillo de colocación, aproximar el husillo de instalación con el inserto de alambre roscado ya enroscado al taladro roscado con un primer accionador, preferiblemente un primer cilindro neumático, que desplaza el husillo de colocación en dirección longitudinal, girar el husillo de colocación en un primer sentido de giro para enroscar el inserto de rosca de alambre en el taladro roscado, extender un mandril de accionamiento dispuesto dentro del husillo de colocación mediante un segundo accionador, que está dispuesto en un unidad de conexión desacoplada en cuanto al giro entre el husillo de colocación y el primer accionador, para procesar una espiga del inserto de rosca de alambre, girar el husillo de colocación en un segundo sentido de giro para desenroscar el husillo de instalación del taladro roscado.
El procedimiento de instalación según la invención para el inserto de rosca de alambre se basa en una organización eficaz de distintos movimientos de instalación. Estos movimientos de instalación se pueden realizar en parte simultáneamente, ya que se utilizan las tres unidades de accionamiento preferidas para la instalación del inserto de rosca de alambre en el taladro roscado del componente: mientras que el primer accionador, preferiblemente el primer cilindro neumático, realiza una aproximación efectiva del husillo de colocación al taladro roscado del componente, la unidad giratoria de accionamiento es la única responsable de desenroscar del husillo y enroscar en el taladro roscado el inserto de rosca de alambre. Esta separación ya tiene la ventaja de que el movimiento giratorio de la unidad de accionamiento no tiene que realizar un movimiento rectilíneo de aproximación del husillo de colocación al taladro roscado con una conexión roscada adaptada entre el husillo de colocación y un componente giratorio de la unidad de accionamiento. Además, el accionador de la unidad de conexión desacoplada en cuanto al giro garantiza preferiblemente una transición sin solución de continuidad entre un movimiento de enroscado del husillo de colocación y una operación de accionamiento subsiguiente para el mandril de accionamiento dentro del husillo de colocación. Por medio de la extensión efectiva del mandril de accionamiento en la dirección de instalación, por ejemplo, se puede posicionar una cuchilla de instalación de manera más efectiva en términos de tiempo o se puede romper una espiga de instalación inmediatamente después del enroscado. Así pues, la combinación de dos accionadores, preferiblemente cilindros neumáticos, que actúan de forma independiente y cooperan con diferentes componentes de la máquina automática de instalación, garantiza que el proceso de instalación se desarrolle de manera efectiva. Esta efectividad está respaldada adicionalmente por el hecho de que el segundo accionador, que funciona independientemente del primer accionador, puede encargarse de otras operaciones de instalación con la herramienta de instalación.
Según una configuración preferida del procedimiento de instalación según la invención, la unidad de conexión de desacoplamiento de giro comprende un cilindro neumático de simple efecto con retorno por resorte o un cilindro neumático de doble efecto como segundo accionador, y el procedimiento de instalación presenta preferiblemente la operación adicional: conectar adicionalmente una presión neumática al cilindro neumático de simple efecto o al cilindro neumático de doble efecto, con lo que se extiende el mandril de accionamiento en el husillo de colocación desde una posición inicial, y desconectar la presión neumática en el cilindro neumático de simple efecto y hacer retornar por resorte el mandril de accionamiento a la posición inicial o desconectar la presión neumática en una primera cámara del cilindro neumático de doble efecto y conectar adicionalmente una presión neumática en una segunda cámara del cilindro neumático de doble efecto y de este modo hacer retornar el mandril de accionamiento a la posición inicial.
Como alternativa al uso de un segundo accionador neumático en forma de un cilindro neumático de simple o doble efecto, la unidad de conexión de desacoplamiento de giro presenta un segundo accionador piezoeléctrico o electromagnético como accionador. En este contexto, el procedimiento de instalación comprende preferiblemente la operación adicional: transmitir una señal eléctrica al accionador electromagnético, con lo que se acciona el accionador y se extiende el mandril de accionamiento en el husillo de colocación desde una posición inicial, y desconectar la señal eléctrica para el segundo accionador, con lo que se hace retornar el segundo accionador, que arrastra el mandril de accionamiento a la posición inicial, o con lo que el segundo accionador y el mandril de accionamiento se hacen retornar por resorte.
4. Breve descripción de los dibujos adjuntos
Los modos de realización preferidos de la presente invención se explican con más detalle con referencia al dibujo adjunto. Se muestran:
Figura 1 un modo de realización preferido de una máquina automática de instalación controlada automáticamente y dispuesta en una armazón para instalar insertos de rosca de alambre en un taladro roscado de un componente,
Figura 2 una representación ampliada de la máquina automática de instalación según la Figura 1, que se puede combinar con diferentes configuraciones de la herramienta de instalación para el inserto de rosca de alambre, que se muestran una al lado de la otra como configuraciones alternativas,
Figura 3 una representación ampliada de la máquina automática de instalación según la Figura 1,
Figura 4 un detalle ampliado de la representación de la Figura 3, que muestra el primer cilindro neumático en combinación con el componente de conexión desacoplado en cuanto al giro,
Figura 5 una configuración preferida de la unidad de conexión desacoplada en cuanto al giro con un cilindro neumático de doble efecto como accionador,
Figura 6 una configuración preferida de la unidad de conexión desacoplada en cuanto al giro con un cilindro neumático de simple efecto como accionador,
Figura 7 un modo de realización preferido de la unidad de conexión desacoplada en cuanto al giro con un accionador interior electromagnético o piezoeléctrico,
Figura 8 una representación ampliada del husillo de colocación preferido guiado en un casquillo de bolas con el portaherramientas,
Figura 9 una representación en perspectiva de un modo de realización preferido de una herramienta de instalación,
Figura 10 una representación en sección del portaherramientas preferido y de la herramienta de instalación para ilustrar la conexión entre la máquina automática de instalación y la herramienta de instalación,
Figura 11 un diagrama de flujo de un modo de realización preferido del procedimiento de instalación según la invención para un inserto de hilo de alambre en un taladro roscado de un componente con una máquina automática de instalación.
5. Descripción detallada de los modos de realización preferidos
La Figura 1 muestra un modo de realización preferido de una máquina automática 1 de instalación. Ésta está integrada en un dispositivo Z de aproximación, con el que la máquina automática 1 de instalación se puede mover de forma selectiva en las tres direcciones espaciales.
La Figura 2 muestra una representación esquemática en sección de la máquina automática 1 de instalación de la Figura 1 en configuraciones alternativas. La máquina automática 1 de instalación realiza en general una aproximación, un posicionamiento y un accionamiento exactos de una herramienta W de instalación, que instala un inserto de rosca de alambre en un taladro de un componente. Se trata preferiblemente de un taladro roscado que está realizado como taladro pasante o como agujero ciego.
El inserto de rosca de alambre (no mostrado) que se ha de instalar está construido según distintas construcciones conocidas. La herramienta W de instalación, que está conectada de manera desmontable a la máquina automática 1 de instalación mediante un portaherramientas 90, depende de la construcción del inserto de rosca de alambre. El portaherramientas 90 está realizado preferiblemente como pinza portapieza o como enclavamiento de bola. Además, el portaherramientas 90 crea una conexión no giratoria entre un husillo 10 de colocación de la máquina automática 1 de instalación y un husillo E; E’; E’’ de instalación de la herramienta W; W’; W’’ de instalación. Mediante la conexión no giratoria se transmite un giro del husillo 10 de colocación al husillo E; E’; E’’ de instalación.
Al mismo tiempo, el portaherramientas 90 realiza una conexión entre un mandril 12 de accionamiento dispuesto dentro del husillo 10 de colocación y un mandril D; D’; D’’ de ajuste en el husillo E; E’; E’’ de instalación. El mandril D; D’; D’’ de ajuste está preferiblemente conectado al mandril 12 de accionamiento mediante un enclavamiento de bola. Esto crea la base estructural para ajustar linealmente el mandril D; D’; D’’ de ajuste junto con el mandril 12 de accionamiento en una dirección Ri de instalación de un inserto de rosca de alambre y en la dirección opuesta.
Dado que con la máquina automática 1 de instalación se pueden transmitir un movimiento giratorio del husillo 10 de colocación y un movimiento lineal del mandril 12 de accionamiento a la herramienta W; W’; W ’’ de instalación conectada, la máquina automática 1 de instalación se puede conectar a una herramienta W; W’; W’’ de instalación de diferente diseño. Según un modo de realización preferido (véase la Figura 2a), la máquina automática 1 de instalación está conectada a una herramienta W de instalación como se describe en el documento WO 2018/114122 A1. El mandril D de ajuste está dispuesto dentro del husillo E de instalación. Mediante el movimiento lineal del mandril D de ajuste se puede extender desde el husillo E de instalación una cuchilla I de instalación y retraer ésta de nuevo al husillo E de instalación.
La Figura 2b muestra otra construcción preferida de la máquina automática 1 de instalación y de una herramienta W’ de instalación. La herramienta W’ de instalación que se muestra se describe en el documento WO 2019/141497 en combinación con una unidad de accionamiento. El husillo E’ de instalación divulgado con mandril D’ de ajuste, pero sin unidad de accionamiento, se puede combinar con la máquina automática 1 de instalación.
Las herramientas W y W’ de instalación son adecuadas preferiblemente para instalar un inserto de rosca de alambre con una espiga que se puede doblar hacia atrás según el documento EP 2637825 B1.
La Figura 2c muestra una herramienta W’’ de instalación según el documento EP 1084 800 B1 compuesta de un husillo E’’ de instalación y un mandril D’’ de ajuste. Mientras que el husillo E’’ de instalación se gira mediante el husillo 10 de colocación, el mandril D’’ de ajuste puede desplazarse linealmente en la dirección Ri de instalación y de vuelta por medio del mandril 12 de accionamiento. El movimiento del mandril 12 de accionamiento y, por lo tanto, del mandril D’’ de ajuste se utiliza para, cuando se instala un inserto G de rosca de alambre con una espiga Z de instalación que sobresale radialmente hacia dentro, romper ésta.
La Figura 3 muestra, en una representación esquemática en sección, una representación ampliada de la máquina automática 1 de instalación de las Figuras 1 y 2. Una unidad M de accionamiento en forma de un motor, preferiblemente un motor eléctrico como un motor sincrónico trifásico, genera la rotación del husillo 10 de colocación. Para apoyar el funcionamiento de la máquina automática 1 de instalación, el motor sincrónico trifásico M preferido se vigila en cuanto a la posición según una configuración. Esto significa que la posición respectiva del motor sincrónico trifásico se detecta y se transmite a una unidad de control.
Un giro del motor M en un primer sentido de giro y un segundo sentido de giro opuesto se transmite al husillo 10 de colocación mediante un engranaje 14, preferiblemente un engranaje reductor.
Para detectar un par generado por el motor M, un sensor 16 de par está antepuesto al engranaje reductor 14 preferido. Preferiblemente, el par detectado también se transmite a la unidad S de control y se vigila en la misma.
Para amortiguar el par generado por el motor M, el sensor 16 de par está rodeado preferiblemente por dos embragues 18 de garras. Éstos evitan una carga excesiva en el engranaje 14 por picos de par generados por el motor M.
Para transmitir el movimiento de giro y el par del motor M al husillo 10 de colocación, el engranaje reductor 14 preferido está conectado al husillo 10 de colocación mediante un casquillo 20 de bolas. El casquillo 20 de bolas, de construcción conocida, está conectado en unión geométrica al husillo 10 de colocación. De este modo, el husillo 10 de colocación puede desplazarse linealmente dentro del casquillo 20 de bolas en la dirección Ri de instalación o en la dirección longitudinal del husillo 10 de colocación. Una conexión en unión geométrica adicional entre el engranaje reductor 14 preferido y el casquillo 20 de bolas asegura que el movimiento giratorio y el par del motor M puedan transmitirse al husillo 10 de colocación. Basándose en esta construcción, cuando el husillo 10 de colocación gira, también puede realizarse un desplazamiento lineal del husillo 10 de colocación dentro del casquillo 20 de bolas en la dirección Ri de instalación y en dirección opuesta a ésta.
Para mover linealmente el husillo 10 de colocación en o en contra de la dirección Ri de instalación, está previsto un primer accionador, aquí preferiblemente un primer cilindro neumático 30. El primer cilindro neumático 30 comprende un pistón 32. Preferiblemente, el pistón 32 del primer cilindro neumático 30 puede moverse de forma selectiva como un cilindro de doble efecto en dos direcciones paralelas a la dirección Ri de instalación. También se prefiere prever el primer cilindro neumático 30 como un cilindro neumático de simple efecto con retorno por resorte en contra de la dirección Ri de instalación (no se muestra).
Dado que el primer cilindro neumático 30 actúa como un accionador lineal, según otras configuraciones preferidas puede realizarse como un accionador electromagnético, eléctrico o piezoeléctrico.
La desviación lineal del pistón 32 del primer cilindro neumático 30 desplaza el husillo 10 de colocación en la dirección Ri de instalación o en dirección opuesta a ésta. De esta manera, el primer cilindro neumático 30, mediante un movimiento rectilíneo no giratorio, aproxima preferiblemente el husillo 10 de colocación, y por lo tanto la herramienta W; W’; W’’ de instalación conectada, a un taladro roscado en un componente. Con el husillo 10 de colocación se arrastra también el mandril 12 de accionamiento, que está dispuesto dentro del husillo 10 de colocación.
Sólo al comenzar a enroscarse en la abertura roscada un inserto de rosca de alambre dispuesto en el husillo E; E’; E’’ de instalación, el motor M hace girar el husillo 10 de colocación y, por lo tanto, el husillo E; E’; E’’ de instalación mediante el engranaje reductor 14. Preferiblemente, el enroscado o atornillado del inserto de rosca de alambre en el taladro roscado se realiza únicamente mediante el giro del husillo 10 de colocación. En este proceso, mediante el giro del husillo 10 de colocación, una rosca interior del taladro roscado del componente tira del inserto de rosca de alambre con el husillo E; E’; E’’ de instalación al interior del taladro roscado. En este momento, el primer cilindro neumático 30 está preferiblemente sin presión. También se prefiere apoyar el enroscado del inserto de rosca de alambre en el taladro roscado con un movimiento de desplazamiento asistido por energía del primer cilindro neumático 30 o del primer accionador en la dirección Ri de instalación.
La fuerza máxima del cilindro neumático 30 se puede ajustar preferiblemente mediante un reductor de presión. El primer cilindro neumático 30 presenta también preferiblemente un sensor de posición. Éste detecta el desplazamiento absoluto del pistón 32, que se puede calibrar en cuanto al desplazamiento del husillo 10 de instalación y una profundidad de instalación de un inserto Z de rosca de alambre en una abertura de componente. Dado que además, preferiblemente, el husillo 10 de instalación, cuando se enrosca el inserto de rosca de alambre en un taladro roscado, desplaza conjuntamente el pistón 32 del primer cilindro neumático en la dirección Ri de instalación, se puede determinar por medio del sensor de posición a qué profundidad se ha colocado el inserto de rosca de alambre en el taladro roscado.
El husillo 10 de colocación, que está dispuesto de manera que pueda moverse mediante y con el pistón 32 del primer cilindro neumático 30, está conectado al pistón 32 o en general al primer cilindro neumático 30 mediante una unidad 40 de conexión de desacoplamiento de giro. La unidad 40 de conexión de desacoplamiento de giro está conectada al pistón 32. Mediante esta conexión, el movimiento lineal del pistón 32 se transmite a la unidad 40 de conexión y luego al husillo 10 de colocación.
La unidad 40 de conexión define preferiblemente un espacio interior 42 de alojamiento. Mientras que el pistón 32 está fijado a un primer extremo axial de la unidad 40 de conexión, el husillo 10 de colocación está conectado a un segundo extremo axial opuesto al primero. Preferiblemente, la unidad 40 de conexión está dispuesta de forma no giratoria. Para ello, está guiada en una guía 44 de corredera. Ésta presenta al menos una ranura de guía que se extiende paralelamente a la dirección Ri de instalación y que sujeta la unidad 40 de conexión contra la torsión.
El husillo 10 de colocación también está conectado preferiblemente a un cilindro rotatorio 46. El cilindro rotatorio 46 está dispuesto de forma que pueda girar libremente en el espacio 42 de alojamiento y conecta la unidad 40 de conexión al husillo 10 de colocación. Para apoyar preferiblemente el giro del cilindro rotatorio 46 en la unidad 40 de conexión están previstos unos rodamientos ranurados 48 de bolas.
El mandril 12 de accionamiento dispuesto en el interior del husillo 10 de colocación está conectado a un accionador 50; 50’; 50’’ en el espacio 42 de alojamiento de la unidad 40 de conexión. En las Figuras 5 a 7 está representada una representación ampliada de la unidad 40 de conexión con diferentes accionadores 50; 50’; 50’’ preferidos.
Como se describe posteriormente, la herramienta W; W’; W’’ de instalación consta de al menos un husillo giratorio E de instalación. Dentro del husillo E de instalación está dispuesto el mandril D de ajuste, que se puede desplazar o mover en línea recta. Éste se utiliza de acuerdo con la estructura de la herramienta W; W’; W’’ de instalación para extender y retraer una cuchilla I de instalación o para romper una espiga Z en el inserto G de rosca de alambre. El accionamiento lineal del mandril D de ajuste se genera mediante el mandril 12 de accionamiento. El husillo 10 de colocación produce el giro del husillo E de instalación.
Para poder activar y mover el husillo 10 de colocación y el mandril 12 de accionamiento y, por lo tanto, el husillo E de instalación conectado y el mandril D de ajuste por separado, está prevista la unidad 40 de conexión de desacoplamiento de giro. La unidad 40 de conexión de desacoplamiento de giro asegura, por un lado, el giro del husillo 10 de colocación con un movimiento lineal simultáneo por medio del primer cilindro neumático 30. Paralelamente a esto, el accionador 50; 50’; 50’’ en la unidad 40 de conexión de desacoplamiento de giro garantiza que el mandril 12 de accionamiento pueda desplazarse linealmente en o en contra de la dirección Ri de instalación. En el espacio 42 de alojamiento de la unidad 40 y 40’ de conexión de las Figuras 5 y 6 está dispuesto en cada caso un segundo accionador 50 y 50’, preferiblemente neumático.
El accionador neumático 50 consiste preferiblemente en un segundo cilindro neumático de doble efecto. El segundo cilindro neumático 50 de doble efecto consta de un pistón 52 de doble efecto que se desplaza como cilindro en el espacio 42 de alojamiento de la unidad 40 de conexión. Los diferentes lados del pistón 52 de doble efecto pueden recibir un flujo de forma selectiva a través de dos conexiones 54, 56 de aire comprimido. Si se aplica presión de aire a la conexión 54 de aire comprimido, el pistón 52 de doble efecto y el mandril 12 de accionamiento conectado al mismo se mueven en la dirección Ri de instalación. Si se aplica aire comprimido a la conexión 56 de aire comprimido, esto provoca preferiblemente un retorno del pistón 52 de doble efecto y, por lo tanto, del mandril 12 de accionamiento en dirección opuesta a la dirección Ri de instalación.
En la Figura 6, el accionador neumático 50’ está realizado preferiblemente como cilindro neumático 50’ de simple efecto con retorno por resorte. Al pistón 58 de simple efecto se le aplica aire comprimido mediante la conexión 54’ de aire comprimido. De este modo, se desplaza el pistón 58 de simple efecto junto con el mandril 12 de accionamiento en la dirección Ri de instalación. Para hacer retornar el pistón 58 de simple efecto, preferiblemente se reduce o se desconecta la presión de aire en la conexión 54’ de aire comprimido. Un resorte 60 que somete el pistón 58 de simple efecto a tensión previa puede de este modo relajarse y hacer retornar el pistón 58 en dirección opuesta a la dirección Ri de instalación.
La Figura 7 muestra otro modo de realización preferido del segundo accionador 50’’. En el espacio 52 de alojamiento de la unidad 40’’ de conexión está dispuesto un accionador electromagnético o piezoeléctrico 50’’. Éste se activa preferiblemente mediante unas líneas 62 de alimentación eléctrica o mediante una conexión inalámbrica. Las líneas 62 de alimentación están diseñadas de manera que no obstaculicen un movimiento de la unidad 40’’ de conexión o se vean dañadas por el mismo. Dependiendo de la activación eléctrica, el accionador 50’’ se desvía en la dirección Ri de instalación para accionar el mandril 12 de accionamiento. En caso de una activación eléctrica opuesta, el accionador 50’’ mueve el mandril 12 de accionamiento en dirección opuesta a la dirección Ri de instalación preferiblemente a una posición inicial. Haciendo referencia a la Figura 8, preferiblemente el mandril 12 de accionamiento se conecta al mandril de ajuste (no mostrado) mediante un enclavamiento 70 de bola.
La Figura 9 muestra un modo de realización preferido de la herramienta W’’’ de instalación. Esta herramienta W’’’ de instalación se explica con mayor detalle y en otras configuraciones preferidas en el documento WO 2018/114122 A1.
La representación en perspectiva de la herramienta W’’’ de instalación en la Figura 9 muestra el husillo E’’’ de instalación con rosca exterior Ge. Sobre la rosca exterior Ge se enrosca un inserto de rosca de alambre (no mostrado), para enroscarlo en un taladro roscado de un componente.
El husillo E’’’ de instalación tiene una ventana en un lado frontal axial que está situado delante en la dirección Ri de instalación. A través de esta ventana, se extiende desde el husillo E’’’ de instalación y se retrae al mismo la cuchilla I’’’ de instalación por medio del mandril 12 de accionamiento y el mandril D’’’ de ajuste. Cuando la cuchilla I’’’ de instalación se halla en el husillo E’’’ de instalación, el inserto de rosca de alambre se enrosca sobre el husillo E’’’ de instalación y luego se enrosca en la abertura del componente. Este inserto de rosca de alambre es preferiblemente un inserto de rosca de alambre con una espiga que puede doblarse hacia atrás, como ya se ha descrito anteriormente.
Después de alcanzar una profundidad de instalación deseada del inserto de rosca de alambre en la abertura del componente, se extiende la cuchilla I’’’ de instalación desde el husillo E’’’ de instalación mediante un movimiento del mandril 12 de accionamiento y del mandril D’’’ de ajuste en la dirección Ri de instalación. Preferiblemente la Figura 10 muestra este estado.
Ahora, el husillo 10 de colocación y, por lo tanto, el husillo E’’’ de instalación se giran en dirección opuesta a la dirección en la que el inserto de rosca de alambre se enrosca en la abertura del componente. Durante este movimiento giratorio, una superficie lateral de la cuchilla I’’’ de instalación interviene preferiblemente en una espiga que puede doblarse hacia atrás del inserto de rosca de alambre enroscado y la dobla, preferiblemente la recalca, a la rosca receptora de la abertura del componente. En este proceso, la espiga que puede doblarse hacia atrás no se rompe.
Una vez doblada hacia atrás la espiga, se gira el mandril E’’’ de instalación mediante el mandril 10 de colocación preferiblemente menos de un cuarto de vuelta en la dirección en la que se enrosca el inserto de rosca de alambre. Esto deshace el contacto entre la cuchilla I’’’ de instalación y la espiga que puede doblarse hacia atrás. Después, el mandril D’’’ de ajuste, controlado por el mandril 12 de accionamiento, mueve la cuchilla I’’’ de instalación de vuelta al husillo E’’’ de instalación. Tan pronto como la cuchilla I’’’ de instalación está alojada de nuevo en el husillo E’’’ de instalación, se desenrosca el husillo E’’’ de instalación completamente del inserto de rosca de alambre instalado.
El procedimiento de instalación descrito anteriormente se describe también con mayor detalle y con otras configuraciones preferidas en el documento WO 2018/114122 A1.
Para poder activar las operaciones de la herramienta E’’’ de instalación descritas anteriormente de forma fiable con la máquina automática 1 de instalación, el portaherramientas 90 conecta preferiblemente la máquina automática 1 de instalación a la herramienta E’’’ de instalación en unión forzada y geométrica. Esto se explica con más detalle por medio de una configuración preferida en la Figura 10.
El mandril 12 de accionamiento presenta preferiblemente un alojamiento 13 con un enclavamiento de bola. En éste se enclava de forma liberable una cabeza esférica K del mandril D’’’ de ajuste. Basándose en esta conexión, se transmiten al mandril D’’’ de ajuste los movimientos lineales de ajuste del mandril 12 de accionamiento en y en contra de la dirección Ri de instalación.
El husillo E’’’ de instalación comprende preferiblemente un perfil exterior F de unión geométrica en una zona terminal axial opuesta al extremo roscado del husillo E’’’ de instalación. El perfil exterior F de unión geométrica está configurado de forma no simétrica rotacionalmente, preferiblemente como un cuadrado, un hexágono o similares.
El perfil exterior F de unión geométrica se aloja en un espacio 94 de alojamiento configurado de manera complementaria al mismo. La unión geométrica así formada entre el husillo 10 de colocación y el husillo E’’’ de instalación garantiza que el movimiento giratorio del husillo 10 de colocación se transmita al husillo E’’’ de instalación.
Para sujetar el husillo E’’’ de instalación de forma desmontable y firme en el alojamiento 94, está previsto preferiblemente un enclavamiento 92 de bola en el portaherramientas 90. El enclavamiento 92 de bola encaja en un alojamiento A, preferiblemente una ranura, una cavidad o un contorno de enganche, en el husillo E’’’ de instalación.
Con las estructuras de conexión preferidas descritas anteriormente, la herramienta E’’’ de instalación se puede conectar de manera fiable a la máquina automática 1 de instalación y se puede reemplazar en caso de desgaste.
La colocación de un inserto de rosca de alambre se describe sobre la base de la combinación preferida de la máquina automática 1 de instalación y la herramienta de instalación para un inserto de rosca de alambre con una espiga que puede doblarse hacia atrás según el documento EP 2637825 B1. Una herramienta W o W’ de instalación de este tipo se describe en el documento WO 2018/114122 A1 o en el documento WO 2019/141497 (véase anteriormente). La Figura 11 muestra un diagrama de flujo correspondiente.
Primero, el inserto de rosca de alambre se enrosca sobre el husillo E de instalación en una primera operación S1. Para ello, el motor M hace girar el husillo 10 de colocación de manera que el husillo E de instalación se enrosque en el inserto de rosca de alambre o el inserto de rosca de alambre se enrosque sobre el husillo E de instalación.
Después, en la operación S2, se coloca sobre el taladro roscado del componente la punta del husillo de instalación con el inserto de rosca de alambre enroscado sobre el mismo. A continuación, el primer cilindro neumático 30 mueve preferiblemente el husillo 10 de instalación y, por lo tanto, el inserto de rosca de alambre en la dirección Ri de instalación hacia la abertura roscada. Durante la aproximación en la operación S2, el husillo 10 de colocación se gira preferiblemente en la dirección de enroscado del inserto de rosca de alambre (operación S3). Esto tiene la ventaja preferida de que el inserto de rosca de alambre puede ‘enhebrarse’ en la rosca del taladro roscado del componente en el movimiento de aproximación por medio del movimiento giratorio.
Cuando se alcanza una posición relativa definida, que preferiblemente es detectada por el sensor de posición del primer cilindro neumático 30, preferiblemente se reduce la velocidad del husillo 10 de colocación. El propósito de la reducción de la velocidad es poder concluir o finalizar el proceso de enroscado en la posición correcta cuando se alcanza una profundidad de enroscado objetivo del inserto de rosca de alambre (operación S4).
Para doblar hacia atrás la espiga que puede doblarse hacia atrás preferida del inserto de rosca de alambre a la rosca del componente, se mueve el mandril 12 de accionamiento en la dirección Ri de instalación mediante el accionador 50; 50’; 50’’ previsto en la unidad 40 de conexión. Mediante el mandril de la herramienta de instalación se extiende desde el husillo de instalación la cuchilla de recalcado preferida.
Una vez extendida la cuchilla de recalcado desde el husillo de instalación mediante el accionador 50; 50’; 50’’ y el mandril, el motor gira el husillo 10 de colocación en una segunda dirección de giro opuesta a la dirección de enroscado. De este modo, preferiblemente, la espiga que puede doblarse hacia atrás se dobla hacia atrás a la rosca de la abertura de instalación (operación S5).
También preferiblemente, se rompe la espiga Z en este punto del procedimiento en combinación con la herramienta de instalación según la Figura 2C por medio del mandril D’’. Para este propósito, el movimiento del mandril 12 de accionamiento se convierte en un movimiento correspondiente del mandril D’’ (operación S5').
Una vez procesada la espiga del inserto de rosca de alambre, se gira el husillo de instalación en la operación S6 en dirección opuesta a la dirección de enroscado para descargar la cuchilla de recalcado después de que se haya doblado hacia atrás la espiga que puede doblarse hacia atrás. Luego, se mueve el mandril 12 de accionamiento en dirección opuesta a la dirección Ri de instalación o se retrae el mismo al husillo 10 de colocación. Esto se realiza mediante el movimiento correspondiente del accionador 50; 50’; 50’’ (operación S7).
Después, se gira el husillo 10 de colocación en dirección opuesta a la dirección de enroscado. De este modo, el husillo de instalación se desenrosca del taladro roscado (operación S8).
Dependiendo del segundo accionador utilizado preferiblemente en la unidad 40 de conexión, se llevan a cabo las siguientes operaciones para accionar el accionador. En primer lugar, se conecta adicionalmente una presión neumática en el accionador 50 con el cilindro neumático de doble efecto y en el accionador 50' con el cilindro neumático de simple efecto. Esto hace que el mandril 12 de accionamiento del husillo 10 de colocación se extienda desde su posición inicial.
Para poder devolver el mandril de accionamiento a su posición inicial una vez concluida su operación de accionamiento, primero se desconecta la presión neumática en el accionador 50' con cilindro neumático de simple efecto. Al desconectar la presión neumática, el pistón 58 de simple efecto se descarga neumáticamente y el resorte pretensado 60 produce un retorno por resorte del pistón de simple efecto y del mandril 12 de accionamiento conectado al mismo.
En el accionador 50 con cilindro neumático de doble efecto, primero se desconecta la presión neumática de una primera cámara del cilindro neumático de doble efecto. A continuación se conecta adicionalmente la presión neumática en la segunda cámara del cilindro neumático de doble efecto. De esta manera, el mandril 12 de accionamiento se hace retornar en dirección opuesta a la dirección Ri de instalación preferiblemente a su posición inicial.
En el caso del uso preferido de un accionador electromagnético o piezoeléctrico 50’’, este accionador se activa mediante señales eléctricas. Si, por ejemplo, se transmite primero una señal eléctrica al accionador electromagnético o piezoeléctrico, con ello se activa el accionador y se extiende el mandril 12 de accionamiento en el husillo 10 de colocación en la dirección RI de instalación desde su posición inicial. Después de que el mandril de accionamiento haya cumplido su función, preferiblemente se desconecta la señal eléctrica al accionador electromagnético o al accionador piezoeléctrico. De manera correspondiente, preferiblemente se reinicia el accionador electromagnético, con lo que el mandril de accionamiento es arrastrado o devuelto a la posición inicial. Según otra configuración preferida, el accionador electromagnético presenta un retorno por resorte. Después de la desconexión de la señal eléctrica, el resorte pretensado hace que el accionador electromagnético retorne a la respectiva posición inicial junto con el mandril de accionamiento.
Lista de símbolos de referencia
1 máquina automática de instalación
5 componente
10 husillo de colocación
12 mandril de accionamiento
13 alojamiento con enclavamiento de bola en el mandril de accionamiento
14 engranaje reductor
16 sensor de par
18 embrague de garras
20 casquillo de bolas
30 primer accionador
32 pistón del primer cilindro neumático
40; 40'; 40'' unidad de conexión de desacoplamiento de giro
42 espacio de alojamiento
44 guía de corredera
46 cilindro rotatorio
48 rodamiento ranurado de bolas
50; 50'; 50'' segundo accionador
52 pistón de doble efecto
54, 56 conexión de aire comprimido
58 pistón de simple efecto
60 resorte de retorno
62 línea de alimentación
90 portaherramientas
92 enclavamiento de bola para fijar el husillo E de instalación
94 unión geométrica no giratoria entre portaherramientas y husillo E de instalación Z dispositivo de aproximación
E, E', E'', E''' husillo de instalación
D, D', D'', D''' mandril de ajuste
I, I', I'', I''' cuchilla de instalación
G inserto de rosca de alambre
H espiga del inserto de rosca de alambre
M unidad de accionamiento/motor
S unidad de control
W, W', W'', W''' herramienta de instalación
K cabeza esférica en el mandril D''' de ajuste
F perfil exterior de unión geométrica en el husillo E''' de instalación
Ge rosca en el husillo E''' de instalación
A alojamiento para enclavamiento 92 de bola del portaherramientas 90

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Una máquina automática (1) de instalación que se puede conectar a una herramienta (W; W’; W’’ ; W ’’’) de instalación para un inserto (G) de rosca de alambre, para instalar el inserto (G) de rosca de alambre en un taladro roscado, presentando la máquina automática (1) de instalación las siguientes características:
a. una unidad giratoria (M) de accionamiento que proporciona un movimiento giratorio que se puede conmutar entre una primera y una segunda direcciones de giro,
b. un husillo (10) de colocación cilindrico hueco desplazable axialmente en acoplamiento (20) de giro con la unidad giratoria (M) de accionamiento, de modo que, durante una transmisión de un movimiento giratorio de la unidad (M) de accionamiento al husillo (10) de colocación, el husillo (10) de colocación puede desplazarse en dirección longitudinal independientemente del movimiento giratorio,
c. un primer accionador (30), cuya dirección de acción está orientada paralelamente a la dirección longitudinal del husillo (10) de colocación y que está acoplado en cuanto al desplazamiento con el husillo (10) de colocación, de modo que el husillo (10) de colocación puede ser desplazado axialmente por el accionador (30),
d. un mandril (12) de accionamiento desplazable axialmente que está dispuesto dentro del husillo (10) de colocación cilindrico hueco, caracterizada por que el mandril (12) de accionamiento es accionado esencialmente sin giro, y
e. por que la máquina automática (1) de instalación comprende un portaherramientas (90) mediante el cual la herramienta (W; W’; W’’; W ’’’) de instalación para un inserto (G) de rosca de alambre se puede conectar al husillo (10) de colocación.
2. La máquina automática (1) de instalación según la reivindicación 1, en la que el husillo giratorio (10) de colocación y el primer accionador (30) están conectados entre sí mediante una unidad (40; 40’; 40’’) de conexión de desacoplamiento de giro, de modo que el husillo (10) de colocación puede ser desplazado linealmente con un giro simultáneo por el primer accionador (30).
3. La máquina automática (1) de instalación según la reivindicación 2, en la que la unidad (40; 40’; 40’’) de conexión comprende un segundo accionador (50; 50’; 50’’) con el que el mandril (12) de accionamiento se puede desplazar linealmente dentro del husillo (10) de colocación.
4. La máquina automática (1) de instalación según la reivindicación 3, en la que el primer accionador (30) y/o el segundo accionador (50; 50') están configurados como un cilindro neumático de doble efecto o un cilindro neumático de simple efecto con retorno por resorte.
5. La máquina automática (1) de instalación según una de las reivindicaciones precedentes, en la que el portaherramientas (90) es un enclavamiento (92) de bola o una pinza portapieza para un husillo (E; E’; E’’ ; E’’’) de instalación de la herramienta (W; W’; W’’ ; W’’’) de instalación.
6. La máquina automática (1) de instalación según una de las reivindicaciones precedentes, que presenta una herramienta (W; W’; W’’; W’’’) de instalación con un husillo (E; E’ ; E’’; E’’’) de instalación, un mandril (D; D’; D’’; D’’’) de ajuste dispuesto de manera que puede moverse linealmente en el mismo y que extiende una cuchilla (I, I’, I’’, I’’’) de instalación, en particular una cuchilla de arrastre y/o una cuchilla de recalcado.
7. Un procedimiento (1) de instalación para un inserto (G) de rosca de alambre en un taladro roscado de un componente con una máquina automática (1) de instalación según la reivindicación 2, que comprende las siguientes operaciones:
a. enroscar un inserto (G) de rosca de alambre sobre un husillo (E; E’; E’’ ; E’’’) de instalación de una herramienta (W; W ’; W’’ ; W ’’’) de instalación que está conectada a un husillo (10) de colocación, en donde una unidad giratoria (M) de accionamiento gira el husillo (10) de colocación (S1),
b. aproximar el husillo (E; E’ ; E’’; E’’’) de instalación con el inserto (G) de rosca de alambre enroscado sobre el mismo al taladro roscado con un primer accionador (30), en particular un cilindro neumático que desplaza el husillo (10) de colocación en dirección longitudinal (S2),
c. girar el husillo (10) de colocación en una primera dirección de giro para enroscar el inserto (G) de rosca de alambre en el taladro roscado (S3),
d. extender un mandril (12) de accionamiento que está dispuesto dentro del husillo (10) de colocación por medio de un segundo accionador (50; 50’; 50’’), que está dispuesto en una unidad (40; 40’; 40’’) de conexión de desacoplamiento de giro entre el husillo (10) de colocación y el primer accionador (30), para procesar una espiga (H) del inserto (G) de rosca de alambre (S5; S5'),
e. girar el husillo (10) de colocación en una segunda dirección de giro, para desenroscar del taladro roscado el husillo (E; E’; E’’; E’’’) de instalación (S8).
8. El procedimiento de instalación según la reivindicación 7, comprendiendo la unidad (40; 40’; 40’’) de conexión de desacoplamiento de giro un cilindro neumático (50') de simple efecto con retorno por resorte o un cilindro neumático (50) de doble efecto como segundo accionador (50, 50') y presentando el procedimiento de instalación la operación adicional:
conectar adicionalmente una presión neumática al cilindro neumático (50') de simple efecto o al cilindro neumático (50) de doble efecto, con lo que se extiende el mandril (12) de accionamiento en el husillo (10) de colocación desde una posición inicial, y
desconectar la presión neumática en el cilindro neumático (50') de simple efecto y hacer retornar por resorte el mandril (12) de accionamiento a la posición inicial o
desconectar la presión neumática en una primera cámara del cilindro neumático (50) de doble efecto y conectar adicionalmente una presión neumática en una segunda cámara del cilindro neumático (50) de doble efecto y hacer retornar así el mandril (12) de accionamiento a la posición inicial.
9. El procedimiento de instalación según la reivindicación 7, comprendiendo la unidad (40; 40’; 40’’) de conexión de desacoplamiento de giro un accionador electromagnético como segundo accionador (50’’) y presentando el procedimiento de instalación la operación adicional:
transmitir una señal eléctrica al accionador electromagnético, con lo que se acciona el segundo accionador (50’’) y se extiende el mandril (12) de accionamiento en el husillo (10) de colocación desde una posición inicial, y
desconectar la señal eléctrica al accionador electromagnético, con lo que se hace retornar el segundo accionador (50’’), que arrastra el mandril (12) de accionamiento a la posición inicial, o con lo que el segundo accionador (50’’) y el mandril de accionamiento (12) se hacen retornar por resorte.
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