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WO2002008100A1 - Dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético - Google Patents

Dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético Download PDF

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WO2002008100A1
WO2002008100A1 PCT/ES2000/000258 ES0000258W WO0208100A1 WO 2002008100 A1 WO2002008100 A1 WO 2002008100A1 ES 0000258 W ES0000258 W ES 0000258W WO 0208100 A1 WO0208100 A1 WO 0208100A1
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sheet
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Definitions

  • the object of the present invention refers, as its title indicates, to a device for separation, lifting and transfer of aluminum sheets or other non-ferromagnetic material as its own name indicates used for feeding cutting and drawing lines, lines of transfer of aluminum components, etc.
  • the device for separation, lifting and transfer of aluminum sheets or other non-ferromagnetic material has been developed.
  • This device is based on the physical basis of Lorentz's forces. This force is manifested on electrically charged particles that move and, is a force perpendicular to the plane formed by the speed at which the electric charges move and the magnetic field to which said particles are subjected, according to the corkscrew rule. Its mathematical expression is F ⁇ q. (V x B), where q is the electric charge, v its speed and B the magnetic field at the point where the charge is.
  • a metal is a medium in which electrons can circulate with relative ease, that is, a lot of current can be passed with a moderate or very small Joule effect. Accordingly, if through an thin metal sheet we circulate an electric current (electrically charged particles in motion) in a certain direction and apply a magnetic field perpendicular to the direction of said electric and coplanar current to the surface of the plate, then we will generate a force of attraction directed in the direction perpendicular to the plate. This perpendicular force is what will provide us with the lifting of the sheet.
  • the device for separation, lifting and transfer of aluminum sheets or other non-ferromagnetic material consists of an attraction spider and the power supply system.
  • the spider of attraction is a metal frame of rectangular shape, built in any non-ferromagnetic material, of dimensions similar to the sheets of aluminum sheets to be handled.
  • a series of magnet blocks are arranged linearly on the two longer sides; at the beginning and end of the row of magnet blocks said spider has two retractable cylindrical metal electrodes (which retract when pressed on the aluminum sheet) that end on a flat square surface of 30 to 50 mm. sideways to improve the transmission of electric current.
  • the magnet blocks are constituted by a number comprised between 8 and 12 magnets encapsulated by a metal box, preferably of iron, leaving a strip exposed on the union of the magnets generating a magnetic flux of the same direction in all the blocks.
  • These blocks of magnets have a width between 50 and 70 mm., A length between 60 and 120 mm. and the thickness of the package between 30 and 60 mm.
  • the rectified electrical power supply system is capable of supplying electric currents between 100 and 500 A and a power between 1,200 and 1,500 W.
  • Fig. 1 Isometric view of a sheet of aluminum sheet where the lifting of the edges is appreciated.
  • Fig. 2 Isometric view of the distribution graph of the forces of attraction on an aluminum sheet.
  • Fig. 3 Reverse plan view of the attraction spider of the device for separation, lifting and transfer of aluminum sheets or other non-ferromagnetic material.
  • Flg. 4 Elevation view of the attraction spider of the device for separation, lifting and transfer of aluminum sheets or other non-ferromagnetic material.
  • Fig. 5 Isometric view of the magnet block.
  • Fig. 6 Elevation view of the attraction spider installed under a robotic arm on a block of aluminum sheet ready to be attracted.
  • the device for separation, lifting and transfer of aluminum sheets or other non-ferromagnetic material consists of an attraction spider (8) and the power supply system (9).
  • the attraction spider (8) is a rectangular-shaped metal frame, built in any non-ferromagnetic material, of dimensions similar to the aluminum sheets (2) that you are going to handle.
  • a series of magnet blocks (10) are arranged linearly on the two longer sides; at the beginning and end of the row of magnet blocks (10) said spider has two retractable cylindrical metal electrodes (11) (which retract when pressed on the aluminum sheet (2)) that end on a flat square surface (12) from 30 to 50 mm. sideways to improve the transmission of electric current.
  • the blocks of magnets (10) are constituted by a number between 8 and 12 magnets (13) encapsulated by a metal box, preferably of iron, leaving a strip (14) exposed on the union of the magnets generating a magnetic flux of The same address in all blocks.
  • Said blocks of magnets (10) have a width (15) between 50 and 70 mm., A length (16) between 60 and 120 mm. and the thickness of the package (17) between 30 and 60 mm.
  • the rectified electric power supply system (9) is capable of supplying electric currents between 100 and 500 A and a power between 1,200 and 1,500 W.
  • the attraction spider (8), the power supply system (9) with the conductors (18) is installed hanging from a robotic arm (19) with the ability to move in the direction of the three axes of symmetry to attract the plates of alumino (2) located on easels (20).

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Abstract

Dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio y otro material no ferromagnético constituido por una araña de atracción provista de una serie de bloques de imanes y de electrodos de contacto, que aprovechando los efectos producidos por las fuerzas de Lorentz conjuntamente con la acción de una serie de ventosas de vacío, está dotada de la capacidad de atraer chapas de aluminio.

Description

DISPOSITIVO PARA SEPARACIÓN, LEVANTAMIENTO Y TRASLADO DE CHAPAS DE ALUMINIO U OTRO MATERIAL NO FERROMAGNÉTICO
OBJETO DE LA INVENCIÓN
El objeto de la presente invención se refiere, como su título indica, a un dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético como su propio nombre indica utilizado para la alimentación de líneas de corte y embutición, líneas de transferencia de componentes de aluminio, etc.
ANTECEDENTES
Cuando se tiene una pila de chapas y se intenta levantar la primera con ayuda de algún sistema de vacío suele ocurrir que, debido a la adherencia de las chapas, se levantan varias a la vez.
En chapas de hierro o materiales ferromagnéticos este problema se ha solucionado poniendo imanes en los lados de las pilas de chapa, los cuales separan las puntas de las primeras chapas. De esta manera, con un poco de separación entre las chapas, aunque sea solo en los bordes, se consigue que cuando se aspire mediante vacío la primera chapa solo se coja ésta y no las otras.
Si queremos trabajar con chapas no ferromagnéticas este problema no se puede solucionar a base de imanes solamente, debido a que no presentan imantación de ningún tipo, por lo que hay que recurrir a soluciones de tipo mecánico que dificultan la manipulación de dichas chapas y bajan el rendimiento en general de las instalaciones de manipulación y transferencia de chapas y en consecuencia el rendimiento de todos los procesos que están a continuación.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Con el fin de eliminar los inconvenientes expuestos anteriormente se ha desarrollado el dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético. Dicho dispositivo está basado en el fundamento físico de las fuerza de Lorentz. Esta fuerza se manifiesta sobre partículas cargadas eléctricamente que se mueven y, es una fuerza perpendicular al plano formado por la velocidad a la que se mueven las cargas eléctricas y el campo magnético a las que están sometidas dichas partículas, según la regla del sacacorchos. Su expresión matemática es F~q.(v x B), donde q es la carga eléctrica, v su velocidad y B el campo magnético en el punto en el cual se encuentra la carga.
Un metal es un medio en el que los electrones pueden circular con relativa facilidad, es decir, se puede hacer pasar mucha corriente con un efecto de Joule moderado o muy pequeño. En consecuencia si por una chapa metálica delgada hacemos circular una corriente eléctrica (partículas cargadas eléctricamente en movimiento) en una cierta dirección y aplicamos un campo magnético perpendicular a la dirección de dicha corriente eléctrica y coplanario a la superficie de la placa, entonces generaremos una fuerza de atracción dirigida en la dirección perpendicular a la placa. Esta fuerza perpendicular es la que nos proporcionará el levantamiento de la chapa.
Trasladando esta observación al terreno práctico si hacemos circular, mediante unos electrodos metálicos, una corriente eléctrica en las proximidades de los dos lados más largos de una chapa de aluminio de forma rectangular a la vez que, mediante unos imanes permanentes, provocamos un campo magnético entre los electrodos de contacto, generaremos unas fuerzas de atracción sobre la chapa de aluminio que proporciona la elevación de dicha chapa. La corriente eléctrica se distribuye por toda la placa, pero hay regiones en las que tiende a circular con mayor intensidad que en otras, concretamente en las líneas imaginarias que unen los puntos de contacto con los electrodos, alcanzando los mayores valores en estos mismos puntos y en consecuencia es donde mayor fuerza de atracción sobre la chapa se genera. Según el principio teórico expuesto anteriormente y las observaciones prácticas realizadas el dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético está constituido por una araña de atracción y el sistema de alimentación eléctrica.
La araña de atracción es un bastidor metálico de forma rectangular, construida en cualquier material no ferromagnético, de dimensiones similares a las láminas de chapas de aluminio que va a manipular. En los dos lados más largos están dispuestos linealmente una serie de bloques de imanes; en el inicio y final de la hilera de bloques de imanes dicha araña dispone de dos electrodos metálicos cilindricos retráctiles (que se retraen cuando se presionan sobre la chapa de aluminio) que terminan en una superficie plana cuadrada de 30 a 50 mm. de lado para mejorar la transmisión de la corriente eléctrica.
Los bloques de imanes están constituidos por un número comprendido entre 8 y 12 imanes encapsulados por una caja metálica, de hierro preferentemente, dejando una franja al descubierto sobre la unión de los imanes generando un flujo magnético de la misma dirección en todos los bloques. Dichos bloques de imanes tienen una anchura entre 50 y 70 mm., una longitud entre 60 y 120 mm. y el grueso del paquete entre 30 y 60 mm.
El sistema de alimentación de corriente eléctrica rectificada es capaz de suministrar corrientes eléctricas entre 100 y 500 A y una potencia entre 1.200 y 1.500 W. DESCRIPCION DETALLADA DE LOS DIBUJOS
Para la mejor comprensión del objeto de la presente invención se describe a continuación una realización práctica preferencial del dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético, objeto de la presente invención, en base a las figuras adjuntas:
Fig. 1 Vista isométrica de una lámina de chapa de aluminio en donde se aprecia el levantamiento de los bordes.
Fig. 2 Vista isométrica de la gráfica de distribución de las fuerzas de atracción sobre una chapa de aluminio.
Fig. 3 Vista en planta inversa de la araña de atracción del dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético.
Flg. 4 Vista en alzado de la araña de atracción del dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético.
Fig. 5 Vista isométrica del bloque de imanes.
Fig. 6 Vista en alzado de la araña de atracción instalada bajo un brazo robotizado sobre un bloque de de chapa de aluminio en disposición de ser atraídas.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
El dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético está basado en el fundamento físico de las fuerza de Lorentz. Esta fuerza se manifiesta sobre partículas cargadas eléctricamente que se mueven y, es una fuerza perpendicular al plano formado por la velocidad a la que se mueven las cargas eléctricas y el campo magnético a las que están sometidas dichas partículas, según la regla del sacacorchos. Su expresión matemática es F=q.(v x B), donde q es la carga eléctrica, v su velocidad y B el campo magnético en el punto en el cual se encuentra la carga.
Si hacemos circular, mediante unos electrodos metálicos, una corriente eléctrica en las proximidades de los dos lados más largos (1) de una chapa (2) de aluminio de forma rectangular a la vez que, mediante unos imanes permanentes, provocamos un campo magnético entre los electrodos de contacto, generaremos unas fuerzas de atracción (3) sobre la chapa (2) de aluminio que proporciona la elevación de dicha chapa (3). La corriente eléctrica se distribuye por toda la chapa (2), pero hay regiones en las que tiende a circular con mayor intensidad que en otras, concretamente en las líneas imaginarias (4) que unen los puntos de contacto (5) con los electrodos, alcanzando los mayores valores (6) en estos mismos puntos y en consecuencia es donde mayor fuerza de atracción (7) sobre la chapa se genera.
Según el principio teórico expuesto anteriormente y las observaciones prácticas realizadas el dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético está constituido por una araña de atracción (8) y el sistema de alimentación eléctrica (9).
La araña de atracción (8) es un bastidor metálico de forma rectangular, construida en cualquier material no ferromagnético, de dimensiones similares a las chapas de aluminio (2) que va a manipular. En los dos lados más largos están dispuestos linealmente una serie de bloques de imanes (10); en el inicio y final de la hilera de bloques de imanes (10) dicha araña dispone de dos electrodos (11) metálicos cilindricos retráctiles (que se retraen cuando se presionan sobre la chapa de aluminio (2)) que terminan en una superficie plana cuadrada (12) de 30 a 50 mm. de lado para mejorar la transmisión de la corriente eléctrica.
Los bloques de imanes (10) están constituidos por un número comprendido entre 8 y 12 imanes (13) encapsulados por una caja metálica, de hierro preferentemente, dejando una franja (14) al descubierto sobre la unión de los imanes generando un flujo magnético de la misma dirección en todos los bloques. Dichos bloques de imanes (10) tienen una anchura (15) entre 50 y 70 mm., una longitud (16) entre 60 y 120 mm. y el grueso del paquete (17) entre 30 y 60 mm.
El sistema de alimentación (9) de corriente eléctrica rectificada es capaz de suministrar corrientes eléctricas entre 100 y 500 A y una potencia entre 1.200 y 1.500 W.
La araña de atracción (8), el sistema de alimentación eléctrica (9) con los conductores (18) está instalado pendiendo de un brazo robotizado (19) con capacidad de movimiento en el sentido de los tres ejes de simetría para poder atraer las chapas de alumino (2) situadas sobre unos caballetes (20).
Al descender el brazo robotizado (19) aproximando la araña de atracción (8) al paquete de de chapa de aluminio (2) de forma que los electrodos retráctiles (11 ) hacen contacto con la primera lámina de chapa (2) haciendo pasar la corriente generada por el sistema de alimentación eléctrica (9) por los bordes (1) de dicha chapa (2) provocando que dichos bordes (1) sean atraídos por los bloques de imanes (10) de forma que se produce la separación entre la chapa superior y la inmediatamente inferior sin que se le adhiera la lámina de chapa inmediatamente inferior.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como una forma de llevarlo a la práctica, solo nos queda por añadir que en su conjunto y partes que lo componen es posible introducir cambios de forma, materiales y de disposición, siempre y cuando dichas alteraciones no varíen substancialmente las características de la invención que se reivindican a continuación.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético constituido por una araña de atracción (8) y un sistema de alimentación eléctrica (9) caracterizado porque la araña de atracción (8) es un bastidor metálico de forma rectangular, construida en cualquier material no ferromagnético, de dimensiones similares a las chapas de aluminio (2) que va a manipular, en los dos lados más largos del rectángulo que forma dicho bastidor, están dispuestos linealmente una serie de bloques de imanes (10);disponiendo dicha araña en el inicio y final de la hilera de bloques de imanes (10) de dos electrodos (11) metálicos cilindricos retráctiles (que se retraen cuando se presionan sobre la chapa de aluminio (2)) que terminan en una superficie plana cuadrada (12) de 30 a 50 mm. de lado para mejorar la transmisión de la corriente eléctrica, conectados con el sistema de alimentación eléctrica (9) mediante los conductores eléctricos (18) estando dotada dicha araña de la capacidad de atracción de chapas de aluminio cuando se hace circular una corriente eléctrica en la proximidad del borde (1) de una chapa (2) de aluminio a la vez que es sometida a la acción de un campo magnético el borde (1 ), ya que dicha chapa es atraída por un campo de fuerzas (7) cuando por sus bordes (1) se hace circular una corriente eléctrica a la vez que dichos bordes (1) son sometidos a la acción de un campo magnético.
2.- Dispositivo para separación, levantamiento y traslado de chapas de aluminio u otro material no ferromagnético que, acorde con la reivindicación primera, se caracteriza porque los bloques de imanes permanentes (10) están constituidos por un número de imanes permanentes (13) encapsulados por una caja metálica, de hierro preferentemente, dejando una franja (14) al descubierto sobre la unión de los imanes generando un flujo magnético de la misma dirección en todos los bloques; que dichos bloques de imanes permanentes (10) tienen una anchura (15) entre 50 y 70 mm., una longitud (16) entre 60 y 120 mm. y el grueso del paquete (17) entre 30 y 60 mm
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