BR112013029324B1

BR112013029324B1 - máquina ferramenta e método para mecanizar bielas

Info

Publication number: BR112013029324B1
Application number: BR112013029324-1A
Authority: BR
Inventors: Francisco Ayestarán Lazcano; Jorge Ibarra Garces
Original assignee: Etxe-Tar, S.A
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2021-03-02
Also published as: RU2013152372A; MX335977B; SI2708323T1; WO2012156541A1; ES2550317T3; CN103702796B; CA2835775A1; RU2567636C2; EP2708323A1; MX2013013202A; BR112013029324A2; CN103702796A; CA2835775C; US10688617B2; EP2708323B1; US20140373352A1

Abstract

MÁQUINA FERRAMENTA E MÉTODO PARA MECANIZAR BIELAS PARA UM MOTOR DE PISTÃO ALTERNATIVO. Máquina ferramenta, que compreende um conjunto portador de peças (11) que inclui um portador de peças (12), dito conjunto portador de peças (11) sendo suportado num suporte de portador de peças (1) para seu movimento horizontal numa primeira direção em paralelo a um eixo Z horizontal; um primeiro portador de ferramentas (21), suportado num suporte de portador de ferramentas (2) para seu movimento horizontal numa segunda direção, dito primeiro portador de ferramentas (21) podendo ser deslocado em dita segunda direção entre uma posição operativa em que dito primeiro portador de ferramentas (21) está voltado para dito conjunto portador de peças (11), e uma posição não operativa em que dito primeiro portador de ferramentas (21) não está voltado para o conjunto portador de peças (11). A invenção também se refere a um método de mecanização de uma biela usando a máquina ferramenta.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção se refere ao campo dasmáquinas ferramenta.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] As máquinas ferramenta se usam paramecanizar peças de trabalho, tais como peças de trabalho de metal, para dar forma e configuração desejadas, por exemplo, brocando ou perfurando orifícios nas peças de trabalho e/ou mecanizando bordas para fornecer uma forma desejada, por exemplo, bisselada. Por exemplo, a mecanização de uma biela para conectar o pistão ao eixo de manivelas de um motor de pistão alternativo implica várias operações diferentes que podem ser realizadas em uma máquina ferramenta ou de forma sequencial em diferentes máquinas ferramenta, que podem ser diferentes ou que podem ter o mesmo desenho básico, mas estarem equipadas com diferentes ferramentas, adaptadas para realizar as operações específicas. Por exemplo, a mecanização deste tipo de biela pode incluir normalmente várias de ou todas as seguintes fases:

[003] - retificação em desbaste dassuperfícies da peça em bruto

[004] - desbaste do orifício de passador e oorifício do eixo de manivelas.

[005] - mecanização de assentos e orifíciosde costura

[006] - quebra da biela (corpo e tampa) eparafusado.

[007] - retificação no acabado dassuperfícies

[008] - fresagem em forma de trapézio e semiacabamento do orifício do eixo de manivelas

[009] - mandrilagem no acabamento do orifício de passador e orifício do eixo de manivelas.

[010] Por exemplo, as figuras 1A-1D mostram como podem ser levadas a cabo algumas destas operações em uma peça em bruto da biela 1000 usando diferentes ferramentas 100, 101, 102, 103 que podem ser acopladas nas respectivas cabeças de fuso que serão acionadas mediante um fuso, para seu movimento giratório ao redor de, por exemplo, um eixo Z horizontal (não ilustrado na figura 1), de uma forma convencional. Por exemplo, a figura 1A mostra a broca do orifício de passador com uma primeira ferramenta 100, a figura 1B mostra a mecanização de orifícios de costura usando uma segunda ferramenta 101, a figura 1C mostra a fresagem de uma extremidade trapezoidal da peça em bruto usando uma terceira ferramenta 102, e a figura 1D mostra a mandrilagem do orifício do eixo de manivelas usando uma quarta ferramenta 103. Todas estas fases podem ser levadas a cabo por uma máquina ferramenta, na qual as diferentes ferramentas são montadas simultaneamente ou de forma sequencial. Evidentemente, também é possível levar a cabo as diferentes fases usando diferentes máquinas ferramenta.

[011] As máquinas deste tipo estão dotadas normalmente de algum tipo de portador de ferramentas, no qual as ferramentas podem ser substituídas dependendo da tarefa que irá realizar a máquina num dado momento ou durante um período determinado. Neste relatório descritivo, o termo "ferramenta" deve ser interpretado num sentido genérico e pode, mas não tem que, incluir uma cabeça de fuso associada.

[012] É bem conhecido na técnica que as máquinas ferramenta, para realizar operações de mecanização tais como brocagem e fresagem, por exemplo, mediante o movimento giratório de uma ferramenta, por exemplo, para conformar e perfurar bielas para motores de pistão alternativo; portanto não se considera necessário descrever o funcionamento de um mecanismo de suporte de ferramentas ou de acionamento de ferramentas, já que o técnico no assunto conhece como projetar este tipo de equipamento e os dispositivos apropriados estão disponíveis comercialmente.

[013] As máquinas ferramenta normalmente são controladas de forma numérica, e nas máquinas ferramenta com ferramentas giratórias, a mecanização é realizada produzindo um movimento relativo controlado entre a peça de trabalho e a ferramenta correspondente. Por exemplo, é conhecido equipar a uma máquina de uma ou mais ferramentas fixas, e mover uma o mais peças de trabalho, tais como uma peça de trabalho ou uma peça em bruto a partir da que se obtém de uma biela, em relação à ferramenta fixa, por exemplo, em paralelo a um eixo Z horizontal (o eixo Z pode ser o eixo ao redor do qual gira uma ferramenta, ou um eixo paralelo a esse eixo), em paralelo a um eixo X que pode ser um eixo horizontal perpendicular ao eixo Z, e em paralelo a um eixo Y que pode ser um eixo vertical.

[014] O documento US-B-7442154 revela uma máquina ferramenta que compreende uma estrutura na qual as ferramentas podem ser montadas no portador de ferramentas, que podem ser fusos de ferramenta. Podem ser aplicadas diferentes ferramentas a diferentes alturas da estrutura. É fornecido um portador de peças que pode mover uma peça de trabalho em três direções ortogonais diferentes, quer dizer, em uma direção "Y" vertical e em duas direções horizontais perpendiculares, denominadas "X" e "Z". O portador de peças também pode girar ao redor do eixo "Z".

[015] Outro exemplo deste tipo de máquina é conhecido pelo documento WO-A-2008/089751, que revela uma máquina ferramenta baseada em uma estrutura de armação reticular, na qual podem ser fixadas as ferramentas. A máquina ferramenta inclui um portador de peças que pode ser movido ao longo das guias X-Y-Z.

[016] Em ambas as máquinas, os portadores de ferramentas estão dispostos em construção suspensa, comparar, por exemplo, a figura 1 do documento US-B-7442154 e a figura 12 do documento WO-A-2008/089751. Acredita-se que, pelo menos em alguns casos, isto pode ser um problema, por exemplo, quando são exercidas forças de importância sobre o portador de ferramentas, o que pode ocorrer, por exemplo, na mecanização de bielas. Portanto, deve ser prestada atenção à resistência e rigidez do portador de peças (incluindo a estrutura para sua guia), quer dizer, por exemplo, a resistência e rigidez do eixo tipo carneiro mostrado no documento WO-A-2008/089751.

[017] Ainda, é observado que quando são substituídas as ferramentas na máquina do documento US-A- 7442154, o operário deve acessar ao espaço interior da estrutura de suporte da ferramenta. De forma similar, quando são substituídas as ferramentas em uma máquina ferramenta tal como é conhecido pelo documento WO-A-2008/089751, será necessário que o operário acesse ao espaço interior da estrutura reticular. No entanto, este espaço está limitado, entre outras coisas, devido à presença do eixo tipo carneiro e das ferramentas. Surgem problemas similares quando se acessa ao portador de peças para substituir peças de trabalho, ou para substituir o próprio portador de peças, ou peças do mesmo.

[018] Pelo menos alguns desses problemas podem ser inclusive mais graves quando as ferramentas e/ou o portador de peças estão situados no alto. Nas máquinas conhecidas pelos documentos US-A-7442154 e WO-A-2008/089751, a flexibilidade pode ser melhorada incorporando diferentes tipos de ferramentas na estrutura, estando distribuídas estas ferramentas na direção vertical da estrutura. No entanto, isto pode implicar que pelo menos algumas das ferramentas possam ser situadas a uma altura substancial sobre a superfície sobre a qual estará um operário quando manipule, por exemplo, as ferramentas durante um processo de substituição ou manutenção de ferramentas, e/ou que pelo menos algumas das ferramentas possam ser situadas bem abaixo. Em ambos os casos, pode ser que o operário tenha que adotar uma posição desfavorável desde o ponto de vista ergonômico quando manipule as ferramentas.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[019] Um primeiro aspecto da invenção se refere a uma máquina ferramenta, que compreende:

[020] um conjunto portador de peças (por exemplo, um carro estruturalmente estável, resistente e/ou rígido) que inclui um portador de peças para suportar pelo menos uma peça de trabalho (o conjunto portador de peças pode ser, por exemplo, uma estrutura tal como uma estrutura de metal disposta para fornecer uma estabilidade e rigidez suficientes para evitar substancialmente o movimento não desejado do portador de peças e as peças de trabalho durante a mecanização; o portador de peças pode ser disposto para suportar uma pluralidade de peças de trabalho, por exemplo, 4-8 peças de trabalho);

[021] um suporte de portador de peças, estandosuportado dito conjunto portador de peças em dito suporte de portador de peças para seu movimento horizontal em uma primeira direção em dito suporte de portador de peças, sendo dita primeira direção paralela a um eixo Z horizontal;

[022] pelo menos um primeiro portador deferramentas configurado para levar pelo menos uma ferramenta para mecanizar pelo menos uma peça de trabalho fazendo girar dita ferramenta ao redor de um eixo paralelo a dito eixo Z (oportador de ferramentas pode incorporar normalmente um ou mais fusos e cabeças de fuso dispostos para fazer girar umaou mais ferramentas);

[023] um suporte de portador de ferramentas,estando suportado dito primeiro portador de ferramentas em dito suporte de portador de ferramentas para seu movimento horizontal em uma segunda direção em dito suporte de portador de ferramentas, sendo dita segunda direção paralela a um eixo X horizontal, sendo dito eixo X perpendicular a dito eixo Z (quer dizer, por exemplo, o conjunto portador de peças com oportador de peças pode ser considerado móvel para frente epara trás ao longo do suporte de portador de peças, enquanto o portador de ferramentas pode ser considerado móvel em uma direção lateral ao longo do suporte de portador de ferramentas);

[024] podendo ser movido dito primeiro portador de ferramentas em dito suporte de portador de ferramentas em dita segunda direção entre uma posição operativa na que dito primeiro portador de ferramentas está voltado para dito conjunto portador de peças (de forma que quando a máquina está em funcionamento, uma ou mais ferramentas que leva dito primeiro portador de ferramentas podem interatuar com uma ou mais peças de trabalho que leva o portador de peças, para mecanizar as peças de trabalho mediante o movimento do portador de peças e/ou a ferramenta ou ferramentas), e uma posição não operativa na qual dito primeiro portador de ferramentas não está voltado para o conjunto portador de peças.

[025] Portanto, quando o primeiro portador deferramentas não está voltado para o conjunto portador de peças se não que está, basicamente, lateralmente deslocado com respeito a dito conjunto portador de peças, é fácil substituir ferramentas também na extremidade frontal do primeiro portador de ferramentas (quer dizer, na extremidade voltada para o conjunto portador de peças quando o primeiro portador de ferramentas está na posição operativa). Quer dizer, um operário pode acessar às ferramentas desde a parte frontal sem ter que entrar ou acessar ao espaço entre o conjunto portador de peças e o portador de ferramentas. Portanto, a disposição fornece ergonomia e flexibilidade. Ainda, o fato de que o portador de ferramentas possa ser deslocado na direção lateral fornece ainda, flexibilidade na produção, já que podem ser fornecidos vários portadores de ferramentas que de forma seletiva possam ser levadas à posição operativa, dependendo das operações de mecanização específicas que devem ser levadas a cabo.

[026] Ainda, o fato de que tanto o portador de ferramentas como o conjunto portador de peças possam se mover em suportes respectivos fornece estabilidade e rigidez. Isto pode ser especialmente desejável em conexão com a mecanização de bielas já que este tipo de mecanização implica que são exercidas forças elevadas sobre as peças de trabalho e as tolerâncias de fabricação são frequentemente muito reduzidas. Ainda, a estabilidade estrutural deste tipo de peças de trabalho é frequentemente reduzida. Portanto, a estabilidade e rigidez dos componentes implicados na mecanização são importantes, incluindo ferramentas, portador de ferramentas e portador de peças.

[027] A máquina ferramenta pode compreender ainda um segundo portador de ferramentas, estando configurado dito segundo portador de ferramentas para levar pelo menos uma ferramenta para mecanizar pelo menos uma peça de trabalho fazendo girar dita ferramenta ao redor de um eixo paralelo a dito eixo Z, estando suportado dito segundo portador de ferramentas em dito suporte de portador de ferramentas para seu movimento horizontal na segunda direção, entre uma posição operativa na qual dito segundo portador de ferramentas está voltado para dito conjunto portador de peças e uma posição não operativa na qual dito segundo portador de ferramentas não está voltado para dito conjunto portador de peças.

[028] Obtém-se várias vantagens adicionais mediante o uso de dois (ou mais) portadores de ferramentas separados que possam se mover de forma seletiva entre a posição (ou posições) operativa(s) e as posições não operativas, respectivas. A posição não operativa não só permite mais flexibilidade e fácil acesso para a substituiçãode ferramentas, se não que o fato de que tenha dois (ou mais)portadores de ferramentas implica que um deles pode ser usadopara a mecanização, enquanto o (os) outro(s) pode levar a cabo a manutenção e/ou substituição de ferramentas. Ainda, o uso de uma pluralidade de portadores de ferramentas, tal como dois ou mais portadores de ferramentas, fornece a possibilidade de ter uma variedade relativamente grande de ferramentas prontas para seu uso (quer dizer, montadas em seu portador de ferramentas respectivo), sem precisar ter que dispor das ferramentas em uma ampla área em direção vertical. Por exemplo, se supõe que cada portador de ferramentas tem, por exemplo, N (por exemplo, 2) filas de ferramentas compreendendo cada uma, por exemplo, M (por exemplo, 4) ferramentas, os portadores de ferramentas primeiro e segundo em conjunto podem segurar 2xNxM (por exemplo, 16) ferramentas. Portanto, por exemplo, em qualquer dado momento os dois (2) portadores de ferramentas em conjunto podem dispor de dois (2) grupos diferentes de NxM ferramentas, ou quatro (4) grupos diferentes de NxM/2 ferramentas, distribuídos ao longo de só N filas (por exemplo, duas (2) filas) na direção vertical. Quer dizer, devido ao movimento lateral dos portadores de ferramentas, podem ser montadas "prontas para seu uso" uma grande variedade de ferramentas nos diferentes portadores de ferramentas, enquanto se mantémas ferramentas dentro de uma dimensão relativamente pequenana direção vertical. Isto pode ser vantajoso porque implicaque todas as ferramentas podem ser dispostas a uma altura naqual o operário pode levar a cabo a manipulação das ferramentas, por exemplo, a substituição de ferramentas, em condições ergonômicas, por exemplo, sem ter que se agachar excessivamente e/ou sem ter que subir escadas ou similar.

[029] O suporte de portador de peças pode se estender até uma parte central do suporte do portador de ferramentas e o suporte do portador de ferramentas pode compreender ainda, duas partes laterais pelo que a posição não operativa do primeiro portador de ferramentas corresponde a uma das ditas partes laterais e na qual a posição não operativa do segundo portador de ferramentas corresponde à outra parte lateral. Deste modo, um grupo de ferramentas pode substituir o outro grupo de ferramentas durante o funcionamento da máquina simplesmente deslocando os portadores de ferramentas às suas partes laterais respectivas do suporte de portador de ferramentas. Por exemplo, depois de finalizar um determinado ciclo de mecanização, o portador de ferramentas operativo pode ser deslocado lateralmente à sua posição não operativa e o portador de ferramentas não operativo pode ser deslocado à sua posição operativa. Acredita-se que esta configuração é prática e que permite um uso flexível dos portadores de ferramentas, enquanto à quantidade total de espaço necessário é bastante limitada. A longitude total do suporte de portador de ferramentas, quando se usam dois portadores de ferramentas, pode ser limitada a aproximadamente três vezes o largo de cada portador de ferramentas, para dar cabida às duas posições não operativas e a posição operativa.

[030] O suporte de portador de peças e o suporte de portador de ferramentas podem, em conjunto, ter uma configuração em T, visto desde cima. Também é possível que o suporte de portador de peças e o suporte de portador de ferramentas tenham, em conjunto, por exemplo, uma configuração em "L" ou "l", visto desde cima, por exemplo, se só houver um portador de ferramentas.

[031] Em uma possível implementação da invenção, todas as ferramentas, quando estão montadas no portador de ferramentas respectivo podem estar situadas a uma altura não inferior a 0,7 m, preferivelmente não inferior a 1,1 m, e não superior a 1,8 m, preferivelmente não superior a 1,5 m, sobre um solo ou similar, sendo dito solo o solo sobre o qual caminha um operário quando atende a máquina ferramenta, por exemplo, a substituição das ferramentas montadas nos portadores de ferramentas. Desta forma, o operário pode manipular as ferramentas enquanto adota uma posição cômoda e correta desde o ponto de vista ergonômico e sem necessidade de subir escadas ou similar.

[032] Dito primeiro portador de ferramentas pode compreender N filas de ferramentas, 1<N< 5, por exemplo, N=2 ou N=3 ou N=4. Mediante o uso de um número bastante baixo de filas, todas as ferramentas podem ser mantidas a uma altura que permite uma manipulação fácil das ferramentas por um operário.

[033] O portador de peças pode ser montado no conjunto portador de peças de forma que o portador de peças possa ser deslocado na direção vertical, quer dizer, em paralelo a um eixo Y vertical. Desta forma, mediante a disposição descrita até o momento, é fornecido um movimento relativo entre as ferramentas e as peças de trabalho ao longo dos eixos Z, X e Y.

[034] Obviamente, não são excluídos do alcance da presente invenção graus de liberdade adicionais, tais como, por exemplo, o giro do portador de peças ao redor de um eixo, tal como ao redor de um eixo paralelo ao eixo Z.

[035] O suporte de portador de peças e o suporte de portador de ferramentas podem estar situados sobre um solo ou superfície de suporte similar e podem ser dispostos para suportar o conjunto portador de peças e os portadores de ferramentas desde baixo. Em ocasiões pode ser preferido que nenhum dos portadores de ferramentas ou o conjunto portador de peças pendure de suportes superiores; pode ser preferido, por exemplo, o uso de suportes inferiores simples situados sobre o solo devido à simplicidade da instalação.

[036] O suporte de portador de peças e o suporte de portador de ferramentas podem ter uma altura não superior a 1,1 m, preferivelmente não superior a 0,6 m. Desta forma, os portadores de ferramentas podem estar situados relativamente baixo, facilitando o acesso às ferramentas.

[037] A máquina ferramenta pode ser uma máquina ferramenta para mecanizar bielas para um motor de pistão alternativo preferivelmente um motor de pistão alternativo de um automóvel ou um caminhão. A mecanização de bielas para um motor de pistão alternativo, tal como um motor de pistão alternativo de um motor de combustão interna de um automóvel ou um caminhão, é uma tarefa que implica determinadas considerações específicas e para a que tradicionalmente, se usam máquinas bastante específicas. A máquina ferramenta da presente invenção pode implicar vantagens em quanto à estabilidade e rigidez, tal como foi explicado anteriormente.

[038] Outro aspecto da invenção se refere a ummétodo para mecanizar bielas para um motor de pistão alternativo tal como um motor de pistão alternativo de um automóvel ou um caminhão. O método compreende submeter uma peça em bruto de biela a uma pluralidade de fases de mecanização na qual pelo menos uma das ditas fases de mecanização se leva a cabo por uma máquina ferramenta tal como foi descrito anteriormente. Por exemplo, uma pluralidade das ditas fases de mecanização pode ser levada a cabo pela mesma máquina ferramenta. Em uma possível implementação da invenção, entre pelo menos duas das ditas fases de mecanização o primeiro portador de ferramentas muda da sua posição operativa a sua posição não operativa, ou da sua posição não operativa a sua posição operativa. Se houver um segundo portador de ferramentas, este segundo portador de ferramentas pode ser deslocado de forma correspondente. Por exemplo, para mecanizar uma biela, podem ser usadas ferramentas montadas no primeiro portador de ferramentas parauma ou mais fases de mecanização e podem ser usadas ferramentas montadas no segundo portador de ferramentas parauma ou mais fases de mecanização adicionais.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[039] Para completar a descrição e com o fimde fornecer uma melhor compreensão da invenção, é fornecido um conjunto de desenhos. Ditos desenhos formam uma parte integrante da descrição e ilustram uma modalidade da invenção, que não deve ser interpretada como limitativa do alcance da invenção, se não somente como um exemplo de como pode ser realizada a invenção. Os desenhos compreendem as seguintes figuras:

[040] As figuras 1A-1D ilustram esquematicamente algumas operações que podem ser levadas a cabo quando é mecanizada uma biela a partir de uma peça em bruto de biela, que implica o uso de diferentes ferramentas.

[041] As figuras 2-5 são vistas em perspectiva esquemática de uma máquina ferramenta de acordo com uma modalidade da invenção.

[042] A figura 6 é uma vista em perspectiva esquemática de um portador de peças que pode ser usado em uma modalidade da invenção.

[043] DESCRIÇÃO DE UMA MODALIDADE DA INVENÇÃO

[044] Nas figuras 2-5 é mostrada uma possível modalidade da invenção. A máquina ferramenta compreende um conjunto portador de peças 11 no qual está montado um portador de peças 12, de modo que pode ser deslocado em paralelo a um eixo Y vertical, ao longo das guias 13. Este movimento vertical do portador de peças ao longo das guias 13 pode ser conseguido com meios convencionais, tais como mediante um sistema de acionamento por servomotor 20, que pode ser controlado mediante um computador 50 da máquina ferramenta (ilustrado esquematicamente na figura 5). Mediante o movimento vertical, o portador de peças 12 pode ser colocado a uma altura desejada para receber peças de trabalho desde um dispositivo de subministro (não ilustrado), para fornecer peças de trabalho mecanizadas, para colocar as peças de trabalho na altura correta para sua interação com as ferramentas para a mecanização e para deslocar as peças de trabalho verticalmente durante a mecanização.

[045] O conjunto portador de peças 11 é um carro desenhado para alcançar estabilidade e rigidez de forma que as peças de trabalho possam ser mantidas em sua posição exata durante a interação com as ferramentas. O carro está suportado em um suporte de portador de peças 1, que inclui trilhos horizontais 14 (veja a figura 4), que se estendem ao longo de ou em paralelo a um eixo Z horizontal. O conjunto portador de peças ou carro está suportado e guiado pelas guias para seu movimento horizontal em paralelo a dito eixo Z. A máquina ferramenta inclui um sistema de acionamento 15, tal como um sistema de acionamento por servomotor, para deslocar o conjunto portador de peças 11 ao longo das guias 14, de forma controlada, por exemplo, controlada pelo computador 50. Mediante seu movimento horizontal, o conjunto portador de peças pode estar situado, por exemplo, em uma determinada posição para carregar/descarregar peças de trabalho, estar situado em uma posição para começar a mecanização (mediante a interação das ferramentas com as peças de trabalho) e deslocado horizontalmente durante a mecanização, para deslocar as peças de trabalho com respeito às ferramentas.

[046] Nesta modalidade, o conjunto portador de peças 11 ou carro se apoia sobre o suporte de portador de peças 1, quer dizer, não pendura por encima do mesmo. Esta disposição pode ajudar , portanto a melhorar a estabilidade, rigidez e também pode facilitar a instalação da máquina ferramenta, em comparação com instalações com, por exemplo, um eixo tipo carneiro em construção suspensa. A rigidez pode ser especialmente importante quando as peças de trabalho são, por exemplo, peças em bruto para bielas, já que as tolerâncias são reduzidas, enquanto a rigidez estrutura da peça em bruto é frequentemente relativamente baixa.

[047] A máquina ferramenta inclui ainda, dois portadores de ferramentas 21 e 22, que estão suportados em um suporte de portador de ferramentas 2 que se estende ao longo de, o em paralelo com, um eixo X horizontal, que é perpendicular ao eixo Z. O suporte de portador de ferramentas 2 está disposto em uma extremidade do suporte de portador de peças 1, que acha-se com o suporte de portador de ferramentas 2 aproximadamente na metade do suporte de portador de ferramentas 2, pelo que o suporte de portador de ferramentas e o suporte de portador de peças em conjunto formam uma configuração em "T" visto desde cima. O suporte de portador de ferramentas 2 inclui na sua superfície superior duas guias horizontais 16, sobre as que estão suportados os dois portadores de ferramentas 21 e 22 e ao longo dos que são guiados em paralelo a dito eixo X, acionados de forma controlável por um sistema de acionamento 17, por exemplo, um sistema de acionamento por servomotor, cujo funcionamento pode ser controlado mediante o computador 50.

[048] O primeiro portador de ferramentas 21 pode ser deslocado ao longo do suporte de portador de ferramentas 2 entre uma posição operativa (na qual está voltado para o conjunto portador de peças 11 e na qual as ferramentas montadas no portador de ferramentas podem atuar, portanto, sobre as peças em bruto das peças de trabalho montadas no portador de peças 12) e uma posição não operativa, na qual não está voltado para o conjunto portador de peças, se não que está deslocado lateralmente com respeito a dito conjunto portador de peças. Nas figuras 2-5, o primeiro portador de ferramentas 21 está na posição não operativa. Portanto, nesta posição, um operário pode manipular as ferramentas, por exemplo, inspecionar ou substituir as ferramentas 102 e 103 montadas no primeiro portador de ferramentas 21, sem ter que entrar no espaço entre o conjunto portador de peças 11 e o portador de ferramentas 21. Portanto, tal como é ilustrado nas figuras 2-5, a manipulação das ferramentas é simples. Pode ser observado como o primeiro portador de ferramentas 21, quando está na posição não operativa, está perto de uma primeira extremidade do suporte de portador de ferramentas 2.

[049] Também o segundo portador de ferramentas22 pode ser deslocado entre uma posição operativa, na qual está voltado para o conjunto portador de peças 11, e uma posição não operativa, deslocada lateralmente com respeito à dita posição operativa. Nas figuras 2, 4 e 5, o segundoportador de ferramentas 22 está na posição operativa (na parte central do suporte de portador de ferramentas), e na figura 3 o segundo portador de ferramentas 22 está na sua posição não operativa, perto de uma segunda extremidade do suporte de portador de ferramentas 2.

[050] Também os portadores de ferramentas 21 e22 estão configurados para alcançar estabilidade e rigidez e são suportados de forma estável no suporte de portador de ferramentas 2.

[051] O deslocamento lateral dos portadores deferramentas 20, 21 em paralelo ao eixo X não só serve para,de forma seletiva, levar a ou tirar os portadores de ferramentas da posição operativa, se não que também serve para colocar os portadores de ferramentas (e as ferramentas) na posição correta (ao longo do eixo X) para iniciar a mecanização e para deslocar os portadores de ferramentas (e, , portanto, as ferramentas) ao longo do eixo X durante a mecanização.

[052] O movimento do portador de ferramentas eo portador de peças nas direções "X", "Y" e "Z" podem sersimultâneos. O movimento simultâneo ao longo de mais de um eixo durante a mecanização pode ser útil para realizar determinadas operações.

[053] Cada portador de ferramentas tem em umaextremidade frontal do mesmo, uma pluralidade de filas de ferramentas, por exemplo, duas (2) filas de ferramentas, compreendendo cada fila uma pluralidade de ferramentas, tal como quatro (4) ferramentas. Por exemplo, um portador de ferramentas 21 pode ter uma fila de ferramentas com um primeiro tipo de ferramenta 103, e uma fila de ferramentas com um segundo tipo de ferramenta 102, enquanto o outro portador de ferramentas 22 pode ter uma fila de ferramentas com um terceiro tipo de ferramenta 100, e uma segunda fila de ferramentas com um quarto tipo de ferramenta 101. Por exemplo, cada fila de ferramentas pode compreender quatro (4) ferramentas do mesmo tipo. O portador de peças pode estar disposto para suportar quatro (4) peças em bruto da peça de trabalho 1000.

[054] Portanto, nesta modalidade, sãofornecidas dezesseis ferramentas de quatro tipos diferentes. Devido ao fato de haver dois portadores de ferramentas que deforma seletiva podem ser levados à posição operativa, somentese requer dois filas para dar cabida a 4x4=16 ferramentas. Sesomente houvessem usado um portador de ferramentas fixo, o fato de dar capacidade a estas ferramentas enquanto se permite a interação com uma fila de quatro (4) peças de trabalho, teria requerido o uso de quatro filas de ferramentas, o que teria aumentado a distância ao longo da qual seriam dispostas as ferramentas na direção vertical. Mediante uma disposição tal como é mostrada nas figuras 2-5, todas as ferramentas podem estar situadas numa zona vertical muito reduzida, por exemplo, a fila de ferramentas mais baixa nos portadores de ferramentas, que pode ser disposta a uma altura não inferior a 0,7 m, assim como não inferior a 1,1 m, e não superior a 1,8 m, assim como não superior a 1,5 m, sobre o solo ou a superfície sobre a que estará o operário quando manipule as ferramentas. Desta forma, as ferramentas podem ser manipuladas em condições favoráveis desde o ponto de vista ergonômico: a altura a qual se situam as ferramentas faz que a manipulação seja cômoda, e como os portadores de ferramentas estão deslocados lateralmente com respeito ao portador de peças 12 e o conjunto portador de peças 11 quando o operário irá manipular as ferramentas, o portador de peças 12 ou o conjunto portador de peças 11 não incomoda ao operário.

[055] Com esta disposição, podem ser levadas a cabo várias operações diferentes nas peças de trabalho, tais como peças em bruto de bielas, sem trocar as ferramentas, usando as ferramentas em diferentes filas dos portadores de ferramentas e, quando for necessário, trocando os portadores de ferramentas lateralmente, de forma que o portador de ferramentas que estava na sua posição não operativa passa a posição operativa, e vice-versa. Ainda, se forem requeridas ferramentas adicionais ou se for necessário substituir ferramentas, um operário pode realizar isso facilmente, por exemplo, tal como se ilustra na figura 2, manipulando as ferramentas de um portador de ferramentas não operativo enquanto o outro portador de ferramentas está operativo (ou não).

[056] Também a altura do suporte do portador de peças (1) e o suporte do portador de ferramentas (2) pode se manter reduzida, por exemplo, a menos de 1,1 m ou a menos de 0,6 m. Em algumas modalidades da invenção, todas as guias podem ser mantidas a menos de 1,1 m, 0,8 m, 0,7 m, 0,6 m ou 0,5 m.

[057] Na modalidade descrita, pode ser vantajosa a ausência de eixos do tipo carneiro e estruturas em construção suspensa similares, em quanto à estabilidade e em quanto à simplicidade na instalação. Na modalidade descrita, tanto o conjunto portador de peças como os portadores de ferramentas são acionados ao longo de e por cima de suportes estáveis e fixos. Todas as ferramentas podem estar dispostas a uma altura na qual os operários possam manipulá-las em condições satisfatórias desde o ponto de vista ergonômico.

[058] As ferramentas podem ser acionadas mediante um motor de fuso 18, por exemplo, através de múltiplas cabeças de fuso. Isto é algo convencional na técnica e, portanto, estes mecanismos de acionamento não têm que ser comentados no presente documento. Pode ser usado qualquer tipo convencional ou não convencional adequado de mecanismo de acionamento. Ainda, os portadores de ferramentas também podem estar dotados de meios de resfriamento, por exemplo, de bicos para expulsar um fluido ou liquido de resfriamento para esfriar as ferramentas e/ou a peça em bruto durante o funcionamento.

[059] As ferramentas podem estar dispostaspara girar ao redor de um eixo paralelo ao eixo Z.

[060] Pode ser usado qualquer tipo de portadorde peças adequado. A figura 6 somente ilustra um exemplo de uma possível configuração doportador de peças, com elementos de bloqueio 19 dispostos de forma articulada, operados de forma hidráulica ou pneumática para bloquear as peças de trabalho 1000 na posição correta para sua mecanização.

[061] Lista dos números de referência usadosna descrição: 1 suporte de portador de peças 2 suporte de portador de ferramentas 11 conjunto portador de peças 12 portador de peças 13 guias verticais no conjunto portador de peças para guiar o portador de peças durante seu movimento vertical 14 guias horizontais do suporte de portador de peças, para guiar o conjunto portador de peças durante seu movimento horizontal 15 sistema de acionamento para acionar o conjunto portador de peças 16 guias horizontais para os portadores de ferramentas 17 sistema de acionamento para acionar os portadores de ferramentas 18 Motor de fuso 19 elementos de bloqueio 20 sistema de acionamento para acionar o portadorde peças 21 , 22 portador de ferramentas 50 computador 100, 101, 102, 103 ferramentas 1000 biela (peça em bruto)

[062] Neste texto, o termo "compreende" e suasderivações (tais como "que compreende", etc.) não devem ser entendidas em um sentido excludente, quer dizer, esses termos não devem ser interpretados como excludentes da possibilidade de que o que está descrito e define possa incluir elementos, fases, etc. adicionais.

[063] Por outro lado, a invenção obviamente nãoestá limitada a(s) modalidade (s) específica(s) descrita(s) no presente documento, se não que também engloba qualquer variação que possa ser considerada por qualquer técnico no assunto (por exemplo, com respeito à eleição de materiais, dimensões, componentes, configuração, etc.), dentro do alcance geral da invenção tal como se define nas reivindicações.

Claims

1. MÁQUINA FERRAMENTA, que compreende um conjunto portador de peças (11) que inclui um portador de peças (12), o portador de peças (12) suportando uma pluralidade de peças de trabalho (1000); um suporte de portador de peças (1), dito conjunto portador de peças (11) sendo suportado em dito suporte de portador de peças (1) para seu movimento horizontal numa primeira direção em dito suporte de portador de peças, sendo dita primeira direção paralela a um eixo Z horizontal; um primeiro portador de ferramentas (21) tendo uma pluralidade de fusos, a pluralidade de fusos carregando uma primeira pluralidade ferramentas (102, 103) para mecanizar simultaneamente a pluralidade de peças de trabalho (1000) para girar a primeira pluralidade de ferramentas (102, 103) ao redor de um eixo paralelo a dito eixo Z; um suporte de portador de ferramentas (2), dito primeiro portador de ferramentas (21) sendo suportado em dito suporte de portador de ferramentas (2) para seu movimento horizontal numa segunda direção em dito suporte de portador de ferramentas, sendo dita segunda direção paralela a um eixo X horizontal, sendo dito eixo X perpendicular a dito eixo Z; dito primeiro portador de ferramentas (21) podendo ser deslocado em dito suporte de portador de ferramentas (2) em dita segunda direção entre uma posição operativa em que dito primeiro portador de ferramentas (21) está voltado para dito conjunto portador de peças (11), e uma posição não operativa em que dito primeiro portador de ferramentas (21) não está voltado para o conjunto portador de peças (11),dita máquina ferramenta caracterizada por compreender ainda um segundo portador de ferramentas (22), tendo uma pluralidade de fusos, a pluralidade de fusos carregando uma segunda pluralidade de ferramentas (100, 101) para mecanizar simultaneamente a pluralidade de peças de trabalho (1000) para girar a segunda pluralidade de ferramentas (100, 101) ao redor de um eixo paralelo a dito eixo Z, dito segundo portador de ferramentas (22) sendo suportado em dito suporte de portador de ferramentas (2) para seu movimento horizontal na segunda direção, entre uma posição operativa em que dito segundo portador de ferramentas (22) está voltado para dito conjunto portador de peças (11), e uma posição não operativa em que dito segundo portador de ferramentas (21) não está voltado para dito conjunto portador de peças (11).

2. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo suporte de portador de peças (1) se estender em direção a uma parte central do suporte de portador de ferramentas (2), o suporte de portador de ferramentas (2) compreendendo ainda duas partes laterais, em que a posição não operativa do primeiro portador de ferramentas (21) corresponde a uma de ditas partes laterais, e em que a posição não operativa do segundo portador de ferramentas (22) corresponde à outra parte lateral.

3. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com areivindicação 2, caracterizada pelo suporte de portador de peças (1) e o suporte de portador de ferramentas (2) em conjunto terem uma configuração em T, visto desde cima.

4. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com areivindicação 1, caracterizada por todas as ferramentas, quando são montadas no portador de ferramentas respectivo estarem a uma altura não inferior a 0,7 m.

5. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com areivindicação 1, caracterizada por todas as ferramentas, quando são montadas no portador de ferramentas respectivo estarem a uma altura não inferior a 1,1 m, e não superior a 1,8 m.

6. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com areivindicação 1, caracterizada por todas as ferramentas, quando são montadas no portador de ferramentas respectivo estarem a uma altura não superior a 1,5 m, sobre um solo, sendo dito solo o solo sobre o qual caminha um operário quando atende a máquina ferramenta.

7. . MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com areivindicação 1, caracterizada por dito primeiro portador de ferramentas compreender N filas de ferramentas, 1<N<5.

8. . MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com areivindicação 7, caracterizada por N ser 2, 3 ou 4.

9. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo portador de peças (12) ser montado no conjunto portador de peças (11) de modo que o portador de peças (12) pode se deslocar na direção vertical.

10. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo suporte de portador de peças (1) e o suporte de portador de ferramentas (2) estarem situados sobre um solo e dispostos para suportar o conjunto portador de peças (11) e o portador de ferramentas (21, 22)desde baixo.

11. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo suporte de portador de peças (1) e o suporte de portador de ferramentas (2) terem uma altura não superior a 1,1 m.

12. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo suporte de portador de peças (1) e o suporte de portador de ferramentas (2) terem uma altura não superior a 0,6 m.

13. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pela máquina ferramenta ser uma máquina ferramenta para mecanizar bielas (1000) para um motor de pistão alternativo.

14. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pela máquina ferramenta ser uma máquina ferramenta para mecanizar bielas (1000) um motor de pistão alternativo de um automóvel ou um caminhão.

15. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo portador de peças estar disposto para suportar uma pluralidade de peças de trabalho.

16. MÁQUINA FERRAMENTA, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo portador de peças ser disposto para suportar 4 a 8 peças de trabalho.

17. MÉTODO PARA MECANIZAR BIELAS (1000), caracterizado por ser para um motor de pistão alternativo.

18. MÉTODO PARA MECANIZAR BIELAS (1000), de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por ser para um motor de pistão alternativo de um automóvel ou um caminhão, caracterizado por compreender submeter uma peça em bruto de biela a uma pluralidade de fases de mecanização, em que pelo menos uma de ditas fases de mecanização é levada a cabo por uma máquina ferramenta, conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 16.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por uma pluralidade de ditas fases de mecanização serem levadas a cabo pela mesma máquina ferramenta, e em que, entre pelo menos duas de ditas fases de mecanização, o primeiro portador de ferramentas (21) mudar de sua posição operativa para sua posição não operativa, ou de sua posição não operativa a sua posição operativa.