SISTEMA IMPULSOR PARA MAQUINA DE FORMACION DE ARTICULOS DE VIDRIO
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con los" llamados sistemas "impulsores" para máquinas I.S. de formación de productos de vidrio del tipo que incluyen una pluralidad de dispositivos impulsores, cada uno capaz de transferir uno o más artículos desde una primera posición, sobre un lado de un transportador móvil, a una segunda posición, sobre el transportador, mediante un movimiento angular impulsado por un' motor eléctrico. La invención es concerniente en particular con un sistema del tipo afirmado anteriormente, en donde cada dispositivo impulsor incluye: una primera estructura fija, una segunda estructura montada giratoriamente sobe la primera estructura fija y que puede ser girada por el motor eléctrico para llevar a cabo el movimiento de transferencia angular de los artículos y una cabeza de agarre de movimiento alternativo montada de manera movible sobre la segunda estructura giratoria e impulsada mediante un segundo motor eléctrico por medio de una transmisión mecánica respectiva, que transforma la rotación del respectivo motor a movimiento lineal de la cabeza de agarre, con el fin de obtener acoplamiento y Ref.: 164421 desacoplamiento de la cabeza y de los artículos para ser transferidos, al comienzo y al final del movimiento angular de transferencia . ANTECEDENTES DE LA INVENCION Un sistema que tiene todos los aspectos afirmados anteriormente es conocido, por ejemplo, por el documento ?? 0 498 635 Bl. Los sistemas conocidos del tipo afirmado anteriormente son usados en máquinas "I.S." de formación de artículos de vidrio grueso para transferir los productos finales, que a la salida del molde de terminado son posicionados en una placa de enfriamiento (o "placa muerta") sobre una banda transportadora colocada enfrente de la máquina. En los sistemas más convencionales, la cabeza de agarre es impulsada Ixnealmente con movimiento alternativo por medio de un cilindro neumático. Este último es girado por un ángulo de aproximadamente 90° alrededor de un · eje perpendicular al eje del cilindro mediante un motor eléctrico. Una vez que un artículo es colocado sobre la placa de alojamiento, el cilindro neumático impulsa la salida de la cabeza de agarre para su acoplamiento sobre los artículos. En este punto el motor eléctrico es impulsado el cual, por. medio de una rotación aproximadamente de 90°, transporta los artículos sobre la alfombra móvil de una banda transportadora, en donde son liberados mediante un impulso hacia atrás móvil de la cabeza de agarre. El arreglo convencional descrito anteriormente es mostrado en las figuras 1, 2 de los dibujos adjuntos, que muestran una vista en elevación y una vista en planta del sistema. El número 1 muestra la banda transportadora, que recibe los P artículos procedentes de' la posición de espera por encima de la placa de enfriamiento 2. el número 3 muestra en general la cabeza de agarre, equipada con dedos de agarre 4, que es impulsada mediante un cilindro neumático 5 soportado mediante una estructura de retención 6 que es montada giratoriamente alrededor de un eje 7 por encima de una estructura de retención fija 8. El movimiento angular de transferencia de los P artículos, desde la posición dé espera por encima de la placa 2 a la posición final sobre la banda transportadora 1 es ' impartido a la estructura giratoria 6 mediante un motor eléctrico 9 , arreglado en la estructura fija 8 por medio de una inclinación de banda sincronizada 11 y un árbol 12. El sistema convencional descrito anteriormente, utilizando un cilindro neumático para impulsar el movimiento ¦ lineal en la cabeza de agarre, tiene una serie de deficiencias . En primer lugar, hay una repetibilidad deficiente en el movimiento de salida/retorno de los dedos de agarre del artículo, puesto que el accionamiento es debido a una válvula solenoide de impulsión externa, en tanto que el control de velocidad esta asignado a una válvula de control de flujo. Es consecuentemente muy difícil, si no imposible, ajustar todas las secciones de la máquina "I.S." con los mismos tiempos de salida y retorno de los dedos de agarre. Además, cuando los parámetros físicos del aire comprimido (presión, humedad, temperatura) y las fricciones de resistencia varían, pueden ocurrir cambios de operación en el tiempo. En otras palabras, el uso de un cilindro neumático no permite obtener exactitud y repetibilidad en los movimientos. Además, en el caso de una banda transportadora rápida, pueden ocurrir problemas en la entrega de artículos al transportador en una posición alineada perfectamente, como consecuencia de la fuerza centrifuga inducida sobre los artículos mediante la rotación del cilindro neumático, cuya velocidad es prearreglada como función de la velocidad de la banda. La fuerza centrifuga tiende a remover los artículos de la cabeza de agarre. Por otra parte, la velocidad Vn de l banda transportadora es un parámetro fijo ligado a la producción y la velocidad de rotación del cilindro es establecida para obtener una velocidad periférica de los artículos durante el movimiento de transferencia sustancialmente correspondiente a la velocidad de la banda. Por consiguiente, la fuerza centrifuga impartida a los artículos durante la rotación del cilindro es igual a Fc = (M x Vn2)/R, en donde M es la masa del artículo y R es el radio de la trayectoria recorrida. Se sigue que para reducir la fuerza centrifuga, se debe incrementar el radio de rotación, con la misma velocidad periférica tangencial. Sin embargo, tal resultado -no es factible con un cilindro neumático giratorio. Todavía una deficiencia adicional de los sistemas convencionales radica en que, cuando el diámetro de los artículos producidos por la máquina cambian, se requiere ajustar manualmente el mecanismo impulsor con el fin de alterar ya sea la carrera de los dedos de agarre o la posición de cilindro, con el fin de asegurar siempre que, cuando la cabeza de agarre esta en la posición de alimentación máxima, los dedos de agarre están casi en contacto con el lado del artículo. Estos ajustes provocan desperdicios considerables de tiempo en la ocasión de cambios de producción. Como se ha afirmado anteriormente en la presente invención, un sistema impulsor que tiene los ' aspectos afirmados en la parte precaracterizante de la reivindicación 1 anexa, es conocido de EP 0 498 635 Bl. En tal solución conocida, el cilindro neumático es reemplazado por un motor eléctrico que impulsa el movimiento lineal de la cabeza de agarre por medio de un sistema de piñón y cremallera. El motor eléctrico que impulsa al movimiento lineal de la cabeza de agarre es montado sobre la estructura giratoria y por consiguiente gira con tal estructura durante el movimiento angular de transferencia de los artículos. Esto conduce algunas desventajas debido a la masa móvil considerable durante la rotación de transferencia e involucra también una mayor dificultad con referencia la las necesidades de suministrar energía eléctrica al motor que esta montado sobre la estructura giratoria. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION El objeto de la presente invención es llevar a cabo un sistema impulsor del tipo mostrado en la parte caracterizante de la reivindicación 1 anexa, que carece de las deficiencias descritas anteriormente. En vista de obtener este objeto, la invención tiene como objetivo un sistema del tipo definido anteriormente y caracterizado además porque el motor eléctrico mencionado anteriormente, que impulsa el movimiento lineal de la cabeza de agarre de cada dispositivo impulsor, es montado estacionario sobre la estructura fija anterior. En virtud de este aspecto, el sistema de acuerdo con la invención supera por una parte todas las deficiencias apropiadas a las soluciones convencionales utilizando un cilindro neumático para impulsar el movimiento lineal de la cabeza de agarre y por otra parte también supera las deficiencias del dispositivo conocido por EP 0 498 635 Bl, en donde el motor eléctrico que impulsa el movimiento lineal de la cabeza de agarre gira junto con la estructura giratoria durante el movimiento angular de transferencia de los artículos . En la modalidad preferida de la invención, la transmisión mecánica que transforma la rotación del segundo motor eléctrico en movimiento lineal de la cabeza de agarre, incluye un primer árbol girado por el segundo motor eléctrico y arreglado con su eje coincidental con el eje de rotación de la estructura giratoria. Preferiblemente, la transmisión mecánica mencionada anteriormente incluye además un par de engranajes en acoplamiento entre si y montado sobre el primer árbol y sobre un segundo árbol ortogonal al primer árbol, respectivamente, que impulsa el movimiento lineal de la cabeza de agarre a través de un dispositivo roscado interno. Los dos engranajes mencionados anteriormente son preferiblemente dos engranajes cónicos que forman un acoplamiento cónico. El arreglo descrito anteriormente muestra, por una parte, la ventaja de permitir el accionamiento del movimiento lineal de la cabeza de agarre por medio de un motor eléctrico que es montado fijamente sobre la estructura fija y por otra parte, es de una estructura simple y confiable. Con la modalidad preferida descrita anteriormente, cuando un movimiento de rotación de la estructura giratoria es impulsado al mantener estable la transmisión de accionamiento de la cabeza de agarre, ocurre un rodamiento" del engranaje cónico, montado sobre el segundo árbol mencionado anteriormente sobre el engranaje cónico comentado como el primer árbol, lo que provoca sin embargo un desplazamiento lineal de la cabeza de agarre. Por esta razón, de acuerdo con un aspecto adicional de la invención, el segundo motor eléctrico que impulsa el movimiento lineal de la cabeza de agarre está equipado con un sistema de control electrónico, que es apto de compensar el desplazamiento de la cabeza de agarre inducido mediante la rotación de la estructura giratoria. El segundo motor eléctrico esta por consiguiente trabajando aun durante el movimiento angular de transferencia impulsado por el primer motor eléctrico. Por consiguiente, como se puede ver, en el sistema de acuerdo, con la invención no hay componentes neumáticos y tanto el movimiento angular de transferencia como el movimiento lineal de acoplamiento/desacoplamiento de la cabeza de agarre son controlados por medio de motores eléctricos respectivos . Los dos motores son controlados simultáneamente para ajustar, durante la rotación, la posición de la cabeza de agarre. Esto también permite llevar a cabo cambios pequeños del eje de rotación desde la partida, sobre la placa de enfriamiento, hasta la llegada de los artículos sobre la alfombra de la banda transportadora, de tal manera para compensar cualesquiera errores de alineación de artículo sobre el transportador, particularmente en máquinas con un alto número de cavidades de molde (las llamadas máquinas I.S. de ¾triple caída" y "cuádruple" caída) . El uso del control eléctrico sobre el motor de accionamiento de posicionamiento de la cabeza de agarre introduce una ventaja incuestionable con respecto al control neumático concerniente con la repetibilidad, precisión y control de velocidad de los dedos. Este requerimiento es particularmente detectado en el control de máquinas "I.S." con un mayor número de secciones (18-20-24 secciones) en donde una sola banda transportadora recolecta todas las botellas producidas por la máquina (720-760 botellas/minuto) . En esta clase de máquinas, la exactitud y la repetibilidad del movimiento de reentrada de la cabeza de agarre de los artículos son muy importantes, puesto que el mecanismo impulsor debe alimentar los artículos producidos por. la sección sobre la banda que viaja aproximadamente 60-65 metros/minuto y debe insertar estos artículos entre otros artículos ya existentes sobre la banda (lo que están por pasar y los que ya pasaron) con un espacio entre artículos y artículo que puede aún ser de solamente de 20.-30 milímetros. En el mecanismo impulsor convencional, el cilindro neumático que impulsa el movimiento lineal de la cabeza de agarre es controlado mediante una o dos válvulas de solenoide y el control de velocidad de salida y reentrada de la cabeza es ejecutado mediante un regulador de velocidad de flujo neumático. Se puede entender fácilmente como el ajuste de 10-20-24 mecanismos existentes en una máquina y sincronizados entre sí es de esta manera completamente empírico y altamente complicado para llevar a cabo. Por supuesto, es imposible obtener exactamente el mismo ajuste para todos los mecanismos de una máquina. Con el sistema de acuerdo con una invención, se obtiene por lo consiguiente los siguientes beneficios: - absoluta repetibilidad en los movimientos de salida/reentrada de la cabeza de agarre entre todos los mecanismos impulsores de una maquina, con una ventaja consecuente en la carga de la banda transportadora de máquinas rápidas y en "tándem" (en fila) ; - incrementar la velocidad de reentrada de la cabeza de agarre y posibilidad de ajustar el perfil de movimiento, con una ventaja consecuente concerniente con una mejor y más exacta liberación de los artículos sobre la alfombra de la banda transportadora; - flexibilidad mejorada del mecanismo, ya que hay la posibilidad de ajustar la posición de la cabeza de agarre también durante el movimiento angular de transferencia, con una posibilidad consecuente en particular de corregir los errores de alineación de los artículos sobre el transportador; - control eléctrico, en lugar de mecánico de la posición de agarre de los artículos de la cabeza de agarre, puesto que las posiciones de partida y llegada de la cabeza de agarre son programadles (en el caso del cilindro era necesario mover de cilindro) ; - disminución de las masas móviles durante el movimiento angular de transferencia y mayor facilidad de cableado, en virtud de la predisposición del motor eléctrico de accionamiento de la cabeza de agarre sobre la estructura fija del mecanismo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Aspectos y ventajas adicionales de la invención resultarán de la siguiente descripción con referencia a las figuras adjuntas, que son dadas como ejemplo no limitante, en donde: - Las figuras, 1,2 son una vista seccional y una vista en planta vertical y una vista en planta, parcialmente en corto, respectivamente, de un sistema convencional, ya descrito anteriormente, - La figura 3 es una vista seccional de un plano vertical de una modalidad referida de un dispositivo impulsor de acuerdo con la invención, - La figura 4 es una vista parcialmente seccional de un detalle del dispositivo de la figura 3, - La figura 5 es una vista seccional adicional solamente de parte del dispositivo que lleva a cabo el movimiento angular de transferencia, - La figura 6 es una vista en planta del montaje mostrado en la figura 5. - La figura 7 es una vista seccional de acuerdo con la línea VII-VII de la figura 5 y - La figura 8 es una vista en planta y dispositivo de la figura 3 . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En las figuras 3-8 , las partes correspondientes a aquellas mostradas en las figuras 1 , 2 son indicadas con el mismo número de referencia. También, en el caso de la modalidad de acuerdo con la invención, el dispositivo impulsor incluye una estructura de soporte fija 8 sobre la cual una estructura 6 es montada giratoriamente alrededor de un eje vertical 7 , para llevar a cabo el movimiento angular de transferencia de los artículos desde una placa de enfriamiento 2 a una banda transportadora móvil 1 . En este caso también, la estructura giratoria 6 es impulsada mediante un motor eléctrico 9 por medio de un accionamiento de banda 10 . En el caso mostrado en la figura 3 , entre el motor eléctrico 9 y el accionamiento de banda 10 un montaje de engranaje de reducción 9a de cualquier tipo conocido es interpuesto. El accionamiento de banda 10 hace girar un árbol hueco 12 , cuyo eje corresponde con el eje de rotación 7 de la estructura 6 . El árbol 12 es soportado giratoriamente mediante la estructura fija 8 por medio de rodamientos de rodillos 13. Es conectado rígidamente a la estructura y asegurado a manera de rotación con el mismo mediante la interposición de una llave 14 . En el caso de la invención también, la cabeza de agarre 3 , con los respectivos dedos de agarre 4, es montada sobre la estructura giratoria 6 para moverse linealmente en un movimiento alternativo. Con referencia a la modalidad mostrada, el movimiento lineal de la cabeza de agarre 3 es impulsado por 2 vástagos . 15 con sección circular (véase figuras 3 y 5-7) cada uno tiene un extremo conectado rígidamente a la estructura de la cabeza de agarre 3 y que se extiende deslizantemente en paralelo entre si por medio de aperturas respectivas (no visibles en los dibujos) obtenidas en una pared del extremo 16 de un cuerpo hueco que forma la estructura giratoria 6. Los extremos de los vástagos 15 localizados desde la parte opuesta a la cabeza del área 3 son asegurados a un elementos 17 que es montado de manera movible linealmente al interior del cuerpo hueco de la estructura giratoria 6. El elemento movible 17 incluye un casquillo roscado internamente o roscado interno 18, que es acoplado sobre un tornillo 19 preferiblemente del tipo con tornillo de bola o rodillos satélite. El tornillo 19 es montado giratoriamente al interior del cuerpo hueco de la estructura 6, por medio de rodamientos 21, a lo largo de un eje 21 ortogonal al eje 7 y que defiende la dirección del movimiento lineal de la cabeza de agarre 3. Siempre refiriéndose al ejemplo mostrado, sobre el árbol formado por el tornillo 19 un engranaje cónico 22 es equipado a impulsión. El engranaje cónico 22 se acopla con un segundo engranaje cónico 23 que a su vez es equipado impulsadámente sobre un árbol 24, cuyo eje corresponde con el eje vertical 7 y se extiende al interior de la estructura hueca del árbol 12. El árbol 24 es soportado giratoriamente al interior del árbol 12 por medio de rodamientos 25. El extremo inferior del árbol 24 es impulsado mediante un motor eléctrico 26 montado fijamente sobre la estructura de soporte fija 8. Todavía con referencia a la estructura que soporta la cabeza de agarre 3, el movimiento axial de los vástagos 15 que llevan la cabeza de agarre 3 es asegurado mediante un vástago de guía 28 que se extiende al interior de la cavidad de la estructura 6 con sus extremos opuestos aseguradas a paredes del extremo opuesta de la estructura 6 y la cual se acopla deslizantemente con un agujero pasante 28 del elemento movible 17. El vástago de guía 27 también funciona para impedir la rotación del casquillo o enroscado interno 18, de tal manera que la rotación del tornillo 19 cambia en un movimiento lineal del elemento movible 17. Para el control de posición, tanto con referencia al movimiento de rotación impulsado por el primer motor eléctrico 9 y con referencia al movimiento lineal de la cabeza de agarre 3 impulsado por el segundo motor eléctrico 26, se usan detectores de proximidad 29,30 (figura 4), colocados para detectar la posición del árbol 24 y del árbol 12, respectivamente .
En la operación, P artículos son transferidos desde la placa de enfriamiento 2 a la banda transportadora 1 por medio de un movimiento angular de la estructura 6 alrededor del eje de rotación 7, gue es impulsado mediante el primer motor eléctrico 9. Independientemente del movimiento angular de la estructura 6 alrededor del eje 7, el segundo motor eléctrico 26 impulsa el movimiento lineal alternativo de la cabeza de agarre 3 , que permite el acoplamiento de la cabeza 3 sobre los P Productos antes del comienzo del movimiento angular de transferencia y la liberación de la cabeza 3 de los P productos una vez gue tales productos han sido transferidos sobre la banda transportadora 1. El movimiento angular de la estructura 6 alrededor del eje 7 es impulsado mediante el motor 9 por medio de la transmisión 10 y el árbol hueco 12 conectado giratoriamente con el cuerpo de la estructura giratoria 6. El movimiento lineal de la cabeza de agarre 3 es impulsado mediante el motor eléctrico 26, gue también es arreglado en una posición estacionaria sobre la estructura del soporte 8, por medio del árbol 24 gue se extiende al interior del árbol hueco 12, el par cónico 23,22 y el tornillo 19. La rotación del tornillo 19 provoca un movimiento lineal del casguillo 18, que no puede girar debido al vastago de guía 27. El movimiento lineal del casguillo 17 es transmitido mediante el elemento 17 y los vástagos 15 a la estructura de la cabeza de agarre 3.
En el caso de la modalidad mostrada, una energización del motor eléctrico 9, también con el motor eléctrico 26 bloqueado, provoca sin embargo un movimiento lineal de la cabeza de agarre 3. De hecho, en esta condición, la rotación de la estructura 6 alrededor del eje de rotación 7 conduce al engranaje cónico 22 a un "rodamiento" sobre el engranaje cónico 23, mediante el cual determina una rotación correspondiente del tornillo 19 y un movimiento lineal de la cabeza de agarre. Por consiguiente, en el caso de la modalidad mostrada, los medios electrónicos de control (31) del motor 26 (mostrada esquemáticamente en la figura 3) están arreglados para controlar el motor 26 en una retroalimentación negativa, por el propósito de compensar el desplazamiento de la cabeza de agarre 3 inducido por el movimiento relativo entre los dos engranajes del par cónico 22 y 23 provocado por la rotación de la estructura giratoria 6 alrededor del eje 7. El motor 26 está entonces trabajando también durante el movimiento angular de transferencia impulsado por el motor 9. Todavía con referencia a las figuras 5-7, en el ejemplo de modalidad mostrado en las mismas, el montaje formado por la estructura 6 y los elementos contenidos en la misma, junto con la cabeza de agarre 3, pueden ser desacoplados fácilmente de la parte restante del dispositivo. Para este propósito, el engranaje cónico 23 es equipado a impulsión sobre una porción del árbol 24a que puede ser conectado a la parte restante del árbol 24 por medio de una junta de rotula 32. Además, el árbol hueco 12 es conectado rígidamente al cuerpo de la estructura 6 por medio de tornillos · 33 que pasan a través de rebordes laterales 34 (figura 7) del cuerpo de la estructura 6 y un reborde de extremo del árbol hueco 12. Todavía con referencia a las figuras 3 y 8, la cabeza de agarre 3 incluye dedos 4 que son ajustables manualmente en su lugar tanto en la dirección de movimiento longitudinal de la cabeza 3 como en una dirección horizontal transversal con respecto a la dirección longitudinal. Para este propósito, cada dedo 4 es portado mediante un bastidor 4a que se fija por medio de tornillos de 5 sobre una proyección que consiste de una pieza de extracción 8 dirigida transversalmente a la dirección longitudinal mencionada anteriormente y a su vez fija a un bastidor 39 asegurado a los vástagos 15. Los tornillos 35 se acoplan con ranuras longitudinales 36 de la pieza de extracción 38 y son atornillados al interior de tuercas 37 que pueden ser colocadas, como se desee, al interior de una cavidad longitudinal de la pieza de extracción para permitir el ajuste . 1 longitudinal y transversal . A partir de la descripción anterior, es evidente que el sistema de acuerdo con la invención es apto de controlar con medios simples, de una manera exacta y repetible, tanto el movimiento angular de la estructura 6 alrededor del eje vertical 7 y el movimiento lineal de la cabeza de agarre 3 para el acoplamiento y la liberación con respecto a los P artículos. El motor eléctrico 26 que controla tal movimiento lineal no es montado sobre la estructura giratoria 6, si no que es arreglado en una posición estacionaria sobre la estructura de soporte fija 8, con los beneficios revelados anteriormente . Obviamente, además sin perjuicio al principio de la invención, detalles de construcción y modalidades podrían variar ampliamente con respecto a lo que se ha descrito y mostrado solo a manera de ejemplo, sin salir del ámbito de la presente invención. Por ejemplo, la transmisión mecánica que transforma la rotación del árbol de salida del motor eléctrico 26 en un movimiento lineal de la cabeza de agarre 3 podría también ser diferente en la transmisión con el par cónico que se ha descrito anteriormente. También se podría usar, por ejemplo una transmisión que incluye un piñón y cremallera o cualquier otro tipo de transmisión apropiada. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.