ES2779150B2 - Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles en máquinas de corte automático - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles en máquinas de corte automático
La presente invención se refiere a un sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles en máquinas de corte automático, que permite aportar una solución integral y simple a los sistemas de afilado actuales.
Antecedentes de la invención
Las cortadoras de control numérico para materiales flexibles multicapa o monocapa, necesitan afilar las cuchillas con frecuencia durante la ejecución de sus funciones.
Los materiales flexibles, tal como materiales textiles, composites, etc., para ser cortados, requieren cuchillas muy afiladas, ya que de otra forma arrastran el material obteniendo resultados indeseados.
Por este motivo, a diferencia de otros tipos de máquinas cortadoras de control numérico, necesitan incorporar sistemas de afilado diseñados para que esta función de afilado se ejecute con frecuencia, tal como desde minutos hasta segundos, variando con la dureza, resistencia a la abrasión, suavidad, grado de fusión, etc. de cada material al ser cortado. Este tiempo de afilado es variable y es un tiempo en que la máquina no está cortando, reduciendo, por lo tanto, su productividad.
Estas máquinas cortadoras de control numérico comprenden un cabezal de corte, formado por un cuerpo superior y un cuerpo inferior. El cuerpo superior de dicho cabezal de corte alberga el módulo de vibración de la cuchilla, los accionadores, etc., mientras que el cuerpo inferior de dicho cabezal de corte alberga la placa guía inferior rotativa, el sistema de afilado (indistintamente en la parte inferior o superior de dicho cuerpo inferior), etc.
El módulo de vibración de la cuchilla está montado en un sistema móvil vertical que permite variar la altura de la cuchilla de forma que cuando se está cortando, la cuchilla se sitúa en una posición inferior dentro del material a cortar, aproximando la cuchilla a la placa guía inferior que presiona los materiales que son cortados. Dicha placa guía inferior rotativa tiene una altura variable dependiendo del espesor del material a cortar. El módulo de vibración está
dispuesto en el cuerpo superior del cabezal corte.
La función del cuerpo inferior es guiar la cuchilla verticalmente en el sentido de la vibración, y también acompaña y guía a la cuchilla en los giros de 0° a 360°, que son necesarios para poder orientar la cuchilla en la dirección de los perfiles que el sistema de control numérico ordena.
Dicho cuerpo inferior guía y acompaña la cuchilla, tanto en sentido vertical como en los giros, pero dichos movimientos se generan en la parte superior (es en la parte superior donde hay los accionadores, ya sean motores, pistones, etc. que generan los movimientos de la cuchilla).
Esta parte inferior consta de una placa guía rotativa de presión que tiene un movimiento vertical independiente del movimiento de la cuchilla. A través de esta placa guía rotativa pasa la cuchilla y entra, liberada de toda sujeción o guía, en la zona de corte propiamente dicha, donde se encuentra el material flexible a cortar.
La placa guía rotativa se apoya con mayor o menor fuerza sobre el material a cortar, que puede estar comprimido o no. La placa guía rotativa constituye un elemento fundamental, ya que es el último conjunto mecánico que acompaña y mantiene rígida la cuchilla antes de que esta penetre en el material a cortar, formando una verdadera línea de separación entre lo que es el conjunto del cabezal de corte y el material a cortar.
Durante la función de afilado, la cuchilla tiene que salir del material, quedando liberada para que los elementos de afilado entren en contacto con el filo de la misma, quedando por lo tanto interrumpida la función de corte mientras se realiza el afilado. Dichos elementos de afilado son, por ejemplo, bandas flexibles abrasivas, muelas de afilado, activas o pasivas, con diferentes diseños y materiales abrasivos cualquiera que sea su disposición.
Con frecuencia los elementos de afilado están dispuestos en una posición predeterminada y fija en el cabezal de corte, teniendo que girar la cuchilla para buscar esta posición de afilado en uno o ambos lados de la cuchilla.
En otros casos, los sistemas de afilado son rotativos e inerciales, por lo que la cuchilla al salir del material de corte se ubica en una posición rotativa bidireccional. En estos casos, los elementos abrasivos están en suspensión, y se hace girar todo el cuerpo inferior, junto con la cuchilla, para que el movimiento inercial ponga en contacto dichos elementos abrasivos con
la cuchilla.
También existen otros sistemas de afilado que giran con la cuchilla, en vez de tener una posición predeterminada y fija; de este modo, al salir la cuchilla de la zona de corte, es afilada sin tener que posicionarse para este fin.
Estos diseños de sistemas de afilado están situados en el cuerpo inferior del cabezal de corte, ya sea en la parte superior (los sistemas de afilado activos) o en la placa guía rotativa inferior (los sistemas de afilado pasivos).
En los sistemas de afilado activo, los elementos abrasivos están en movimiento, siendo este movimiento derivado de algún mecanismo exterior activado por poleas, pistones, electroimanes, etc., que trasmiten movimiento a estos elementos abrasivos. El afilado activo es el que proporciona mayor calidad de corte.
También existen algunos diseños en los que los mecanismos de afilado son pasivos, es decir, los elementos que contienen el material abrasivo no están vinculados a ningún movimiento exterior. Su movimiento, en caso de que sean móviles, proviene de la fricción de la propia cuchilla con este elemento de afilado, generalmente muelas en una disposición que permite la rotación por fricción al entrar en contacto ambos elementos: muela de afilado y cuchilla.
Para que el afilado se realice, por lo tanto, son necesarias varias condiciones: paro del movimiento vectorial de la máquina de corte, salida de la cuchilla del material que está cortando, contacto del elemento de afilado con el elemento de corte (cuchilla) y un sistema de guiado que mantiene alineado los elementos abrasivos con la cuchilla.
Estos elementos, a su vez, configuran la dimensión física (cinemática) y la productividad de las máquinas de corte, porque la función de afilado es frecuente y primordial, afectando esta dimensión y peso a todo el diseño de la máquina: la potencia de los motores, la resistencia de los elementos de soporte, el coste de mantenimiento, la carga de CO 2 , el coste de fabricación, transporte, instalación, etc. durante todo el ciclo de vida del producto.
Los sistemas de afilado que están montados en la placa guía rotativa inferior, solidarios con los sistemas de guía son ventajosos porque necesitan cuchillas más cortas que a su vez disminuyen la flexión y el peso derivando en un corte mejor y un recambio más económico, y se afilan prácticamente desde que la cuchilla sale del material a cortar, proporcionando
velocidad de afilado y por tanto productividad.
En los sistemas que se montan apoyados en la placa guía rotativa inferior podemos encontrar dos variantes, los rotativos que giran solidarios con el guiador de la cuchilla, permitiendo afilar la cuchilla directamente al salir, y los que están situados en la parte exterior de la placa, que tienen una posición fija y no giran solidarios con el guiador de la cuchilla, por lo que necesitan que la cuchilla, después de salir del material de corte, gire para orientarse hacia los elementos de afilado.
Actualmente no existe en el mercado ningún sistema que permita estar montado en el guiador de la placa rotativa y tener un afilado activo, es decir, con movimiento de los elementos abrasivos. Por lo tanto, son sistemas que tienen un afilado que puede ser mejorado, siendo diferencial, ya que una cuchilla bien afilada implica más velocidad de corte, menor fricción y por tanto menos temperatura. En definitiva, un corte más preciso y limpio.
Tampoco existen sistemas de afilado activo montados en el exterior de la placa, aunque estos son menos eficientes porque la cuchilla no puede salir y en tiempo real, durante la salida, ser afilada independientemente de la posición (ángulo) en que se encuentra la cuchilla y el guiador rotacional ubicado en el interior de la placa de guía. En este caso, la cuchilla tiene que salir primero del material de corte, y acto seguido girar el ángulo hasta la posición fija donde se encuentran orientado el sistema de afilado.
Otro inconveniente en los sistemas de afilado actuales, con independencia de su diseño, es que no tienen control sobre la posición exacta de los elementos abrasivos respecto a la cuchilla durante el afilado, cuando la cuchilla se va desgastando. Actualmente estos son activados por mecanismos que comprenden pistones, motores, muelles que sirven para activar algunos y amortiguar otros el impacto del elemento abrasivo con la cuchilla.
En definitiva, son sistemas que permiten ser ajustados, pero no son dinámicos al no adaptar su posición al desgaste de la cuchilla de forma precisa, solo aproximada como se ha descrito; el elemento abrasivo se acerca hasta colisionar, con más o menos suavidad, con la cuchilla.
Además, los sistemas actuales no son modulares, siendo por lo tanto imposible de modificar el tipo de elemento abrasivo para cada ocasión, ni tener un diseño específico del soporte de dicho elemento abrasivo adaptado a cada ocasión. Es importante destacar que cada material requiere de un elemento abrasivo y de un perfil adecuado para obtener el máximo rendimiento
y calidad de afilado. Esto afecta a la calidad de corte y también afecta a la productividad y al coste de reposición de insumos, ya que varía la frecuencia de afilado y, por lo tanto, la durabilidad de la muela y de la cuchilla.
Estos elementos conforman la eficiencia y precisión de corte que son fundamentales en este tipo de equipos de corte de control numérico.
Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de afilado que aporte una solución integral y simple a los sistemas de afilado actuales, permitiendo también que el sistema de afilado tenga una configuración modular de los elementos abrasivos según la aplicación (tambor abrasivo (afilado vaciado), disco (afilado plano), cinta abrasiva, tableta de fricción, etc.), pudiendo combinar dos sistemas indistintamente y simultáneamente como: sistemas tambor o disco rotativos activos dinámicos o un sistema de disco o tambor activo con uno de tableta de fricción o cualquier combinación de elementos abrasivos o de afilado.
Descripción de la invención
Con el sistema de afilado de la invención se consiguen resolver los inconvenientes citados, presentando otras ventajas que se describirán a continuación.
El sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la presente invención comprende un primer módulo de afilado que incluye al menos un primer elemento de afilado y un segundo módulo de afilado que incluye al menos un segundo elemento de afilado.
De acuerdo con una realización preferida, en el que dicho primer módulo de afilado comprende dos primeros elementos de afilado colocados enfrentados entre sí a ambos lados de la cuchilla.
Además, dicho primer módulo de afilado también comprende preferentemente al menos un aplicador de lubricante, que aplica una capa de lubricante a la cuchilla. De acuerdo con una realización, dicho primer módulo comprende dos aplicadores de lubricante, situados enfrentados entre sí a ambos lados de la cuchilla.
En el primer módulo de afilado, dicho(s) primer(os) elemento(s) de afilado es(son) desplazables alejándose y acercándose a dicha cuchilla pudiendo ser de fricción (pasivo) o
motorizado (activo) indistintamente.
Por su parte, de acuerdo con una realización preferida, dicho segundo módulo de afilado comprende dos segundos elementos de afilado colocados enfrentados entre sí a ambos lados de la cuchilla, y ventajosamente dicho(s) segundo(s) elemento(s) de afilado es(son) rotativo(s) alrededor de su eje central.
De acuerdo con una realización preferida, dichos dos módulos de afilado se especializan en: un primer módulo de afilado pasivo por fricción en el filo de la cuchilla y un segundo módulo de rectificado o afilado activo motorizado de gran precisión al estar muy cerca de la zona de la placa de guiado. A pesar de dicha realización preferida, también se puede trabajar con dos módulos activos de rectificado en sus diferentes modalidades, tambor, cinta, disco, etc.
Dentro del cabezal de corte, el sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la presente invención va montado en el cuerpo inferior del cabezal (en la placa guía rotativa). Dicha placa inferior, comprende un disco exterior y un disco interior que están montados alrededor de la cuchilla, y siendo dicho disco interior móvil (rotativo) respecto a dicho disco exterior.
Preferentemente, dicho disco exterior comprende unos contactos eléctricos complementarios con unas pistas conductoras del dicho disco interior, para el accionamiento de dichos elementos de afilado y, además, los discos exterior e interior comprende salientes y entrantes de sellado complementarios para aislar dichos elementos eléctricos del polvo y la suciedad ambiental. Dichos contactos eléctricos tienen unos accionadores que los avanzan y retraen, de modo que sólo están en contacto con las pistas conductoras en el momento de afilado, evitando así el desgaste por fricción de dichos elementos eléctricos durante el movimiento rotacional del disco interior respecto el disco exterior.
Ventajosamente, el disco interior es solidario en rotación con la cuchilla, y dichos contactos eléctricos alimentan unos accionadores del al menos un primer elemento de afilado y/o del al menos un segundo elemento de afilado, de manera que, al separarse la cuchilla del material flexible a cortar, dichos accionadores se activan automáticamente, realizando el afilado de la cuchilla mediante el primer módulo de afilado y/o el segundo módulo de afilado o alternativamente.
Alternativamente, para la transmisión eléctrica, tanto de potencia como de señal, se puede
emplear un sistema inalámbrico como el descrito en la patente española con número de solicitud 201830482, del mismo inventor y propietario. Dicho sistema descrito en la patente española con número de solicitud 201830482 puede sustituir o complementar dichas pistas y contactos conductores.
El sistema de afilado de acuerdo con la presente invención aporta una solución integral y simple a los sistemas de afilado actuales.
También permite tener una configuración modular de los elementos abrasivos según la aplicación, tal como tambor abrasivo (afilado vaciado), disco (afilado plano), cinta abrasiva, tableta de fricción, etc. pudiendo soportar diferentes sistemas de afilado indistintamente que afilan de manera combinada o alternativa según sea necesario a cada material flexible a cortar.
Como los elementos abrasivos están montados sobre un disco que se mueve solidaria con la cuchilla, se permite un accionamiento simple y un movimiento del elemento abrasivo directo.
Además, el sistema de afilado de acuerdo con la presente invención está formado por muy pocos elementos, liberando espacio y simplificando los movimientos y accionamientos, lo que permite tener funciones más complejas en menos espacio y con menos componentes.
Con el sistema de acuerdo con la presente invención, estos elementos abrasivos y de afilado se pueden acercar a la cuchilla de manera controlada y suave (con control de posición y aproximación), siendo la presión y la posición modificables en las diferentes etapas de consumo de la cuchilla y, por lo tanto, del desgaste y del tipo de afilado.
Breve descripción de los dibujos
Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto, se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.
La figura 1 es una primera vista en perspectiva del sistema de afilado de acuerdo con la presente invención;
La figura 2 es una segunda vista en perspectiva del sistema de afilado de acuerdo con la
presente invención;
La figura 3 es una vista en perspectiva del sistema de afilado de acuerdo con la presente invención, que muestra una segunda realización del segundo módulo de afilado; y
La figura 4 es una vista en sección ampliada entre los discos interior y exterior, mostrando los contactos eléctricos, las pistas conductoras, los salientes de sellado y los entrantes de sellado, a lo largo de la línea IV-IV indicada en la figura 3.
Descripción de una realización preferida
El sistema de afilado de acuerdo con la presente invención se utiliza para el afilado de cuchillas de máquinas de corte de materiales flexibles, tal como tela o similares.
Dicha máquina de corte comprende una cuchilla 1 que realiza el corte de los materiales flexibles y una placa de guía 2, que presiona contra el material flexible a cortar durante el momento del corte.
Dicha placa guía 2 está compuesta por un disco exterior 6 y un disco interior 7, siendo dicho disco interior 7 giratorio respecto a dicho disco exterior 6. El disco interior 7 es solidario en rotación con la cuchilla, girando a la vez que la cuchilla, mientras que el disco exterior 6 es estático y solidario con la placa guía 2.
El sistema de afilado de acuerdo con la presente invención comprende dos módulos de afilado separados; un primer módulo de afilado pasivo por fricción en el filo de la cuchilla 1 y un segundo módulo de afilado que realiza un rectificado o afilado activo motorizado de gran precisión.
El primer módulo de afilado proporciona un rasurado del filo en la punta de la cuchilla 1 para tener un afilado de alta calidad sin un desgate de la cuchilla 1. Necesita un tiempo mínimo, puesto que se realiza en el momento en el que la cuchilla 1 sale de la placa de guía 2 y del material cortado.
Este primer módulo de afilado comprende al menos un primer elemento de afilado 3, dos primeros elementos de afilado 3 en el caso de la realización representada colocados enfrentados a cada lado de la cuchilla 1, y funciona por fricción entre el filo de la cuchilla 1 y
este elemento de afilado 3 pasivo que es más duro que la cuchilla 1.
Dichos elementos de afilado 3 pueden desplazarse acercándose y alejándose de la cuchilla 1. De esta manera, en un único movimiento de salida y entrada de la cuchilla 1 al material de corte, el(los) elemento(s) de afilado(es) renueva(n) el filo de la cuchilla 1.
Además, el primer módulo de afilado puede comprender unos aplicadores de lubricante 4 para aplicar lubricante a la cuchilla 1, impregnándola con una capa muy fina de lubricante, para mejorar el corte. Dicha capa de lubricante no puede ser muy gruesa, puesto que en dicho caso podría llegar a manchar el material cortado.
El accionamiento de los primeros elementos de afilado 3 y de los aplicadores de lubricante 4 se realiza mediante unos primeros accionadores 12, mostrados en las figuras 1 y 2.
Por su parte, el segundo módulo de afilado proporciona un afilado activo modular de alta velocidad, que comprende al menos un segundo elemento de afilado 5, dos segundos elementos de afilado 5 en el caso de la realización representada, que permite intercambiar el segundo elemento de afilado 5 adecuado a la aplicación, según se observa en las figuras 2 y 3. Además, comprende un sistema de aproximación independiente para cada segundo elemento de afilado 5 y con control de posición dinámico, formado por unos segundos accionadores 13.
Además, este segundo módulo de afilado también comprende unos terceros accionadores 14 para accionar la rotación alrededor de su eje central de dichos segundos elementos de afilado 5.
Como se muestra en la figura 4, el disco interior 7 tiene unas pistas conductoras 9 circulares complementarias con unos contactos eléctricos 8 en el disco exterior 6, que permiten la activación eléctrica y el control de los accionadores 12, 13, 14, u otros, que preferentemente están situados en el disco interior 7, permitiendo de esta forma la activación de los distintos accionamientos y transmisión de la señal. También permite pasar energía y señal a otros sensores que estén ubicados en el disco interior 7.
Además, para garantizar el aislamiento, los discos exterior 6 e interior 7 comprenden unos salientes y entrantes de sellado 10, 11 complementarios, tal como también se muestra en la figura 4.
La operación del primer y/o segundo módulos de afilado se realiza en el momento en que el cabezal de corte de la máquina de corte detiene el corte, es decir, cuando se detiene el movimiento circular, rotativo, de la cuchilla 1, generalmente pero no necesariamente, con la finalidad de afilar la cuchilla. Al tener dichos primer y segundo módulos de afilado en el disco interior 7, están solidarios al movimiento rotativo de la cuchilla 1, por lo que están siempre posicionados en la dirección de la cuchilla 1 al salir esta de la zona de corte.
De esta manera, cuando la cuchilla 1 empieza a salir del material que se está cortando, las pistas conductoras 9 del disco interior 7 entran en contacto con los contactos eléctricos 8 del disco exterior 6, lo que activa los accionadores 12, 13, 14 automáticamente, evitando movimientos y tiempos muertos innecesarios.
A pesar de que se ha hecho referencia a una realización concreta de la invención, es evidente para un experto en la materia que el sistema de afilado descrito es susceptible de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (13)
1. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles en máquinas de corte automático, que comprende:
un cabezal de corte con una cuchilla (1);
una placa guía (2);
un primer módulo de afilado que incluye al menos un primer elemento de afilado (3); y un segundo módulo de afilado que incluye al menos un segundo elemento de afilado (5), caracterizado por que dicha placa guía (2) comprende un disco exterior (6) y un disco interior (7) que están montados alrededor de la cuchilla (1), estando el primer y segundo módulos de afilado en el disco interior (7), , siendo dicho disco interior (7) giratorio respecto a dicho disco exterior (6), y siendo el disco interior (7) solidario en rotación con la cuchilla (1), girando a la vez que la cuchilla (1), mientras que el disco exterior (6) es estático y solidario con la placa guía (2).
2. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho primer módulo de afilado comprende dos primeros elementos de afilado (3) colocados enfrentados entre sí a ambos lados de la cuchilla (1).
3. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho primer módulo de afilado también comprende al menos un aplicador de lubricante (4), que aplica una capa de lubricante a la cuchilla.
4. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho primer módulo de afilado comprende dos aplicadores de lubricante (4), situados enfrentados entre sí a ambos lados de la cuchilla (1).
5. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que dicho(s) primer(os) elemento(s) de afilado (3) es(son) desplazables alejándose y acercándose a dicha cuchilla (1).
6. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho segundo módulo de afilado comprende dos segundos elementos de afilado (5) colocados enfrentados entre sí a ambos lados de la cuchilla (1).
7. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la
reivindicación 1 o 6, en el que dicho(s) segundo(s) elemento(s) de afilado (5) es(son) rotativo(s) alrededor de su eje central.
8. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la reivindicación 1 o 6, en el que dicho(s) segundo(s) elemento(s) de afilado (5) es(son) desplazables alejándose y acercándose a dicha cuchilla (1).
9. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la reivindicación 5 o 8, que comprende un control de posición para el avance de los primeros y segundos elementos de afilado (3, 5).
10. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la reivindicación 2 o 6, en el que dicho(s) primer(os) elemento(s) de afilado (3) y en el que dicho(s) segundo(s) elemento(s) de afilado (5) se eligen del grupo de pastillas de fricción, disco rotativo, tambor rotativo y banda abrasiva.
11. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho disco exterior (6) comprende unos contactos eléctricos (8) complementarios con unas pistas conductoras (9) del dicho disco interior (7), para el accionamiento de dichos elementos de afilado (3, 5).
12. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los discos exterior e interior (6, 7) comprenden salientes y entrantes de sellado (10, 11) complementarios.
13. Sistema de afilado para cuchillas de corte de materiales flexibles de acuerdo con la reivindicación 11, en el que dichos contactos eléctricos (8) alimentan unos accionadores (12, 13, 14) del al menos un primer elemento de afilado (3) y/o del al menos un segundo elemento de afilado (5).
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