BR112017022527B1

BR112017022527B1 - Máquina-ferramenta

Info

Publication number: BR112017022527B1
Application number: BR112017022527-1A
Authority: BR
Inventors: Martin Hüttmann; Nikolaus Langert
Original assignee: Martin Hüttmann; Nikolaus Langert
Priority date: 2015-05-04
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2022-11-08
Also published as: RU2017141736A; EP3291943B1; WO2016177452A1; EP3291943A1; US20180141175A1; PL3291943T3; BR112017022527A2; CA2984548A1; CN107872994B; JP2018514410A; RU2721758C2; HK1244255A1; KR20170138080A; JP7203607B2; RU2017141736A3; ES2797090T3; MX2017014073A; CN107872994A; DE102015005557A1

Abstract

MÁQUINA-FERRAMENTA. A presente invenção refere-se a uma máquina-ferramenta para trabalho à máquina controlado por computador de peças a trabalhar, que compreende um suporte de máquina (1) e pelo menos dois dispositivos de aperto retidos um no outro de modo móvel para ajuste, sendo que com um dos dispositivos de aperto (2, 3) está formado pelo menos um receptáculo de peça a trabalhar e com o, em cada caso, outro dispositivo de aperto (2 ou 3), pelo menos um receptáculo de ferramenta. Os dispositivos de aperto (2, 3) estão retidos de modo móvel para ajuste no suporte de máquina (1), em cada caso, através de um mecanismo rotativo (4, 5), com pelo menos dois eixos de rotação (6-9), ligados em série e que se cruzam. Entre pelo menos um dos dispositivos de aperto (2, 3) e o suporte de máquina (1) está formada pelo menos uma guia linear (10).

Description

[001] A invenção refere-se a uma máquina-ferramenta para trabalhar à máquina, de modo controlado por computador, peças a trabalhar, com um suporte de máquina e pelo menos dois dispositivos de aperto, que estão mantidos um próximo ao outro de maneira ajustada e móvel, sendo que com um dos dispositivos de aperto está formado pelo menos um receptáculo de peça a trabalhar e com o, em cada caso outro dispositivo de aperto, pelo menos um receptáculo de ferramenta.

[002] Dispositivos conhecidos servem para a separação, união e revestimento por máquina de peças a trabalhar, sendo que os movimentos principais e de alimentação para realização desses processos de produção entre receptáculo de peça a trabalhar e receptáculo de ferramenta dão-se através de guias lineares e rotativas. Em geral, os dispositivos conhecidos apresentam para esse fim, receptáculos de peças a trabalhar formados sobre mesas cruzadas e receptáculos de ferramentas formados em cabeças de trabalho à máquinas giratórias, por exemplo, na forma de eixos de motor. Mas, também são conhecidos dispositivos, nos quais os receptáculos de peças a trabalhar ou os receptáculos de ferramentas são movidos em braços de robô. O uso de mesas cruzadas ou braços de robô, no entanto, desvantajosamente requer espaços de movimento amplos, cujo encapsulamento para proteção contra sujeira ou para criação de segurança de trabalho é complexo. Também aqui, o uso de mesas cruzadas ou braços de robô está associado a trajetos de deslocamento grandes, que vão à conta de velocidades de trabalho e de rigidez de componentes. Uma configuração suficientemente rígida, no entanto, de mesa cruzada ou braços de robô, é complexa e, por esse motivo, associada a custos de produção elevados. Uma configuração suficientemente rígida de mesas em cruz ou braços de robô, no entanto, é complexa, e, por esse motivo, associada a custos de produção elevados.

[003] Por esse motivo, a invenção tem por base a tarefa de indicar uma máquina-ferramenta, cujas dimensões construtivas, a espectros de potência iguais, estão decisivamente diminuídas.

[004] Essa tarefa é solucionada de acordo com a invenção por uma máquina-ferramenta com as características da reivindicação de patente 1. Aprimoramentos vantajosos da invenção estão indicados nas reivindicações secundárias referentes à reivindicação de patente 1.

[005] A máquina-ferramenta de acordo com a invenção distingue-se pelo fato de que os dispositivos de aperto estão retidos de modo móvel para ajuste no suporte de máquina através de um mecanismo rotativo com pelo menos dois eixos de rotação ligados em série e que se cruzam, e que entre pelo menos um dos dispositivos de aperto e o suporte de máquina está formada pelo menos uma guia linear. Com a ligação em série de seus eixos de rotação, os mecanismos rotativos apresentam, em cada caso, um primeiro elemento de ajuste montado no suporte da máquina através de um primeiro eixo de rotação, bem como, em cada caso, um segundo elemento de ajuste, montado no primeiro elemento de ajuste através de um segundo eixo de rotação. A guia linear serve para o ajuste de distância entre os dois dispositivos de aperto, independentemente da posição de rotação assumida pelos mecanismos rotativos, de modo que está no âmbito da invenção substituir a guia linear por qualquer guia que seja apropriada para ajustar a distância entre os dispositivos de aperto. Com a cooperação na tecnologia de movimento dos dois mecanismos rotativos e da guia linear, podem ser gerados em todos os movimentos relativos em processamentos controlados por computador entre o receptáculo de peça a trabalhar e o receptáculo de ferramenta, que são necessários para mover-se sobre quaisquer contornos geométricos. Os movimentos relativos possibilitam, assim, tanto o posicionamento da peça a trabalhar e da ferramenta dentro de um espaço de trabalho como também o alinhamento da peça a trabalhar e da ferramenta uma à outra. Por sobreposição dos movimentos rotativos a ser executados em espaço muito estreito com os mecanismos rotativos, os movimentos relativos gerados entre peça a trabalhar e ferramenta são comparativamente grandes, de modo que a máquina-ferramenta de acordo com a invenção é de construção vantajosamente compacta e possibilita a realização de velocidades de trabalho vantajosamente grandes.

[006] De acordo com um primeiro aprimoramento da invenção, a guia linear está formada entre um dos dispositivos de aperto e o mecanismo rotativo que retém o dispositivo de aperto. A massa a ser movida através da guia linear está, portanto, vantajosamente limitada ao dispositivo de aperto, inclusive à peça a trabalhar ou ferramenta a ser recebida no mesmo. Uma guia linear a ser configurada de maneira correspondente está dimensionada de modo leve e possibilita, assim, a realização de velocidades de trabalho grandes. Não obstante, naturalmente está no âmbito desta invenção, formar a guia linear entre os eixos de rotação de um dos mecanismos rotativos ou encaixar a mesma no suporte de máquina entre os mecanismos rotativos.

[007] De acordo com um aprimoramento particularmente preferido da invenção, entre os eixos de rotação que se cruzam está formado, em cada caso, um ângulo reto. Outros ângulos são possíveis, em princípio, no entanto, complicariam, desnecessariamente, a programação dos processamentos de controle necessários para o trabalho controlado por computador.

[008] Além disso, está previsto, de preferência, alinhar paralelamente um ao outro os eixos de rotação formados entre o suporte de máquina e os mecanismos rotativos. Outros alinhamentos, embora em princípio possíveis, também complicariam, desnecessariamente, a programação dos processamentos de controle necessários para o trabalho controlado por computador.

[009] De acordo com um próximo aprimoramento da invenção, a máquina-ferramenta apresenta mais do que dois dispositivos de aperto retidos um no outro de modo móvel para ajuste, sendo que pelo menos um de seus mecanismos rotativos está disposto centralmente e os, em cada caso, outros mecanismos de ajuste, estão dispostos distribuídos na periferia do mecanismo rotativo disposto centralmente. Se com o dispositivo de aperto do mecanismo rotativo disposto centralmente estiver formada com o dispositivo de aperto do mecanismo rotativo disposto centralmente um receptáculo de ferramentas e se com os dispositivos de aperto periféricos estiverem formados, em cada caso, receptáculos de peças a trabalhar, em pelo menos um dos receptáculos de peça a trabalhar pode ser realizada uma troca de peça a trabalhar, enquanto em um dos, em cada caso outros, receptáculos de peça a trabalhar uma peça a trabalhar já engastada é trabalhada com uma ferramenta do receptáculo de ferramenta disposto centralmente. Dessa maneira, os tempos de instalação também podem ser encurtados em medida considerável. Em uma configuração é concebível guiar os mecanismos rotativos dispostos na periferia do mecanismo rotativo central à maneira de máquinas de ciclo circular em uma faixa rotativa.

[0010] De acordo com um outro aprimoramento da invenção, pelo menos um dos dispositivos de aperto apresenta pelo menos um eixo de motor para realização de movimentos de corte. No caso de uma ferramenta de aperto rotativa, o dispositivo de aperto que forma o receptáculo de ferramenta é parte do eixo de motor como uma chamada interface de ferramenta. No caso de uma ferramenta formada como talhadeira rotativa, o dispositivo de aperto que forma o receptáculo de peça a trabalhar está formado como mandril rotativo. Um espectro vantajosamente amplo de trabalhos a máquina cobre a máquina- ferramenta de acordo com a invenção, quando aos dois dispositivos de aperto está associado um acionamento rotativo para execução de movimentos de corte.

[0011] Para configurar do modo mais simples possível os processos de controle necessários para o trabalho à máquina de peças a trabalhar controlado por computador, com os eixos de rotação que se cruzam, de pelo menos um dos mecanismos rotativos, está formada uma cruz axial. Quando um dos dispositivos de aperto apresenta um eixo de motor, cum o eixo de rotação do mesmo e com os eixos de rotação que se cruzam do mecanismo rotativo, que recebe o eixo de motor, está formado um nó axial. Para uma formação a mais próxima ao eixo possível de um espaço de trabalho situado entre os dispositivos de aperto, os primeiros elementos de ajuste, montados de modo rotativo sobre os primeiros eixos de rotação no suporte de máquina estão realizados como eixos curvados em S ou munhões de eixo curvados em eixo.

[0012] Exemplos de modalidade da invenção, dos quais se eviden ciam outras características inventivas, estão representados nos desse- nhos. Mostram:

[0013] Figura 1: um diagrama esquemático em perspectiva de uma máquina-ferramenta, em um primeiro exemplo de modalidade;

[0014] Figura 2: um diagrama esquemático em perspectiva de uma máquina-ferramenta, em um segundo exemplo de modalidade;

[0015] Figura 3: um diagrama esquemático em perspectiva de uma máquina-ferramenta, em um terceiro exemplo de modalidade;

[0016] Figura 4: um diagrama esquemático em perspectiva de uma máquina-ferramenta, em um quarto exemplo de modalidade; e

[0017] Figura 5: um diagrama esquemático em perspectiva de uma máquina-ferramenta, em um quinto exemplo de modalidade;

[0018] A figura 1 mostra um diagrama esquemático em perspectiva de uma máquina-ferramenta de acordo com a invenção, com um suporte de máquina 1 e dois dispositivos de aperto 2, 3, retidos um no outro de modo móvel para ajuste, sendo que com o dispositivo de aperto 2 está formado um receptáculo de peça a trabalhar e com o dispositivo de aperto 3, um receptáculo de ferramenta, os dispositivos de aperto 2, 3 estão retidos, em cada caso, através de um mecanismo rotativo 4, 5, com dois eixos de rotação 6,7 ou 8,9, ligados em série e que se cruzam, de modo móvel para ajuste no suporte de máquina 1. Entre o dispositivo de aperto 3 e o suporte de máquina 1 está formada uma guia linear 10, que está disposta entre o dispositivo de aperto 3 e o mecanismo rotativo 5 que retém o mesmo. Enquanto entre os eixos de rotação 6, 7 ou 6, 8, está formado, em cada caso, um ângulo reto, os eixos de rotação 6,8 formados entre o suporte de máquina 1 e os mecanismos rotativos 4, 5, estão alinhados paralelamente um ao outro. O dispositivo de aperto 3 apresenta ume eixo de motor 11, para realização de movimentos de corte com uma ferramenta 12 engastada no dispositivo de aperto 3. Enquanto com os eixos de rotação 6,7, que se cruzam, do mecanismo rotativo 4 está formada uma cruz axial, com o eixo de rotação 14 do eixo de motor 11 e com os eixos de rotação 8, 9 que se cruzam, do mecanismo rotativo 5, que recebe o eixo de motor 11, está formado um nó axial 15. Com a ligação em série de seus eixos de rotação 6, 7 ou 6, 8, os mecanismos rotativos 4, 5 apresentam, em cada caso, um primeiro elemento de ajuste 16, 17 montado no suporte de máquina através dos eixos de rotação 6, 8, bem como, em cada caso, um segundo elemento de ajuste, montado no primeiro elemento de ajuste ou 17 através dos eixos de rotação 7, 9. Para uma formação a mais próxima possível do eixo de um espaço de trabalho situado entre os dispositivos de aperto 2, 3, os primeiros elementos de ajuste 16, 17 montado no suporte de máquina 1, estão formados como eixos duplamente curvados em S, Os segundos elementos de ajuste 18,19 estão formados como prato giratório para recepção dos dispositivos de aperto 2, 3.

[0019] A figura 2 mostra um diagrama esquemático em perspectiva da máquina-ferramenta de acordo com a invenção, em um segundo exemplo de modalidade, no qual a máquina-ferramenta apresenta um suporte de máquina 20 e três dispositivos de aperto 21, 22, 23 retidos um no outro de modo móvel para ajuste, sendo que com os dispositivos de aperto 21, 22 está formado, em cada caso, um receptáculo de peça a trabalhar e com o dispositivo de aperto 23, um receptáculo de ferramenta. Os dispositivos de aperto 21, 22, 23 estão retidos de modo móvel para ajuste, no suporte de máquina, em cada caso, através de um mecanismo rotativo 24, 25, 26, com dois eixos de rotação 27, 28 ou 29, 30, ou 31, 32, ligados em série e que se cruzam. Entre o dispositivo de aperto 23 e o suporte de máquina 20 está formada uma guia linear 33, que está disposta entre o dispositivo de aperto 23 e o mecanismo rotativo 26, que retém esse dispositivo de aperto. Enquanto também aqui, entre os eixos de rotação 27, 28 ou 29, 30 ou 31, 32, que se cruzam, está formado, em cada caso, um ângulo reto, os eixos de rotação 27, 29, 31, formados entre o suporte de máquina 20 e os mecanismos rotativos 24, 25, 26 estão alinhados paralelamente um ao outro. Enquanto o mecanismo rotativo 25 do dispositivo de aperto 23 formado como receptáculo de ferramenta, apresenta uma disposição central, os outros dois mecanismos rotativos 24, 25 estão dispostos distribuídos na periferia inferior do mecanismo rotativo 26 disposto centralmente. O dispositivo de aperto 23 formado como receptáculo de ferramenta apresenta ume eixo de motor 34, para realização de movimentos de corte, com uma ferramenta 35 engastada no dispositivo de aperto 23 enquanto com os eixos de rotação 27, 28 ou 29,30 dos mecanismos rotativos 24, 26 está formada, em cada caso, uma cruz axial 36, 37, com o eixo de rotação 38 do eixo de motor 34 e com os eixos de rotação 31, 32 que se cruzam, do mecanismo rotativo 26, que recebe o eixo de motor 34, está formado um nó axial 29. Com a ligação em série de seus eixos de rotação 27, 28 ou 29, 30 ou 31, 32, os mecanismos rotativos 24, 25, 26 apresentam, em cada caso, um primeiro elemento de ajuste 40, 41, 42, montado no suporte de máquina 20 através dos eixos de rotação 27, 29, 31, bem como, em cada caso, um segundo elemento de ajuste 43, 44, 45, montado no primeiro elemento de ajuste 40 através dos eixos de rotação 28k, 30, 32. Enquanto os primeiros elementos de ajuste estão formados, em cada caso, como munhões de eixo curvados em S, os segundos elementos de ajuste 43, 44, 45 estão realizados, em cada caso, como pratos giratórios.

[0020] A figura 3 mostra um diagrama esquemático, em perspectiva, da máquina-ferramenta de acordo com a invenção em um terceiro exemplo de modalidade, no qual a maquina-ferramenta apresenta um suporte de máquina 46 e quatro dispositivos de aperto 47, 48, 49, 50 retidos um no outro de modo móvel para ajuste, sendo que com os dispositivos de aperto 47, 49 está formado, em cada caso, um receptáculo de peça a trabalhar e com os dispositivos de aperto 48, 50, em cada caso, um receptáculo de ferramenta. Os dispositivos de aperto 47, 48, 49, 50 estão retidos de modo móvel para ajuste no suporte de máquina 46 através de, em cada caso, um mecanismo rotativo 51, 52, 53, 54, com dois eixos de rotação 55, 56 ou 57, 58 ou 55, 59 ou 57, 60, ligados em série e que se cruzam. Entre cada um dos dois dispositivos de aperto 48, 50, que foram um receptáculo de ferramenta, e o suporte de máquina 46 está formada uma guia linear 61 ou 62, que está disposta entre o dispositivo de aperto 48 ou 50 e o mecanismo rotativo 52 ou 54, que retém esse dispositivo de aperto 48 ou 50. Enquanto os mecanismos rotativos 52, 54 estão ligados através do eixo de rotação em comum 57, os mecanismos rotativos 51, 53 estão ligados através do eixo de rotação em comum 55. Com a ligação em série de seus eixos de rotação 55, 56 ou 57, 58 ou 55, 59 ou 57, 60, os mecanismos rotativos 51, 52, 53, 54 apresentam, em cada caso, um primeiro elemento de ajuste 63 ou 64 montado através dos eixos de rotação 55, 57 no suporte de máquina 46, bem como um segundo elemento de ajuste 65, 66, 67, 68, montado através dos eixos de rotação 56, 58, 59, 60 nos primeiros elementos de ajuste 63, 64. Enquanto os dois primeiros elementos de ajuste 63, 64 estão formados, em cada caso, como eixo duplamente curvado em S, os segundos elementos de ajuste 65, 66, 67, 68, em cada caso unidos articuladamente em um dos eixos duplamente curvados em S, estão realizados, em cada caso, como pratos giratórios.

[0021] A figura 4 também mostra um diagrama esquemático em perspectiva da máquina-ferramenta de acordo com a invenção, mas em um quarto exemplo de modalidade, aqui descrito menos detalhadamente. Nesse exemplo de modalidade, a máquina-ferramenta tem um suporte de máquina 69 formado como placa de base e dois dispositivos de aperto, retidos um no outro de modo móvel para ajuste, sendo que com o dispositivo de aperto 70 está formado um receptáculo de peça a trabalhar e com o dispositivo de aperto 71, um receptáculo de ferramenta. Com a ligação em série de seus eixos de rotação, os mecanismos rotativos apresentam, em cada caso, um primeiro elemento de ajuste 74, 75 montado através de eixos de rotação no suporte de máquina 69, bem como, em cada caso, um segundo elemento de ajuste 76,77 montado através de eixos de rotação no primeiro elemento de ajuste 74, 75. Nesse exemplo de modalidade, o primeiro elemento de ajuste 74 está formado como mancal de eixo de dois pontos e o primeiro elemento de ajuste 75 está formado como munhão de eixo curvado em S de modo simples. Enquanto o segundo elemento de ajuste 76 associado ao dispositivo de aperto 70, está formado como eixo de recepção para uma peça a trabalhar, o segundo elemento de ajuste 77 associado ao dispositivo de aperto 71, está novamente realizado como prato giratório.

[0022] Também a figura 5 mostra um diagrama esquemático em perspectiva da máquina-ferramenta, mas em um quinto exemplo de modalidade, também descrito menos detalhadamente. Aqui, a máquina- ferramenta tem um suporte de máquina 78 formado como armação e dois dispositivos de aperto 79, 80 retidos um no outro de modo móvel para ajuste, sendo que com o dispositivo de aperto 79 é formado um receptáculo de peça a trabalhar e com o dispositivo de aperto 80, um receptáculo de ferramenta. Com a ligação em série de seus eixos de rotação, os mecanismos rotativos também aqui apresentam, em cada caso, um primeiro elemento de ajuste 81 82, montado através de eixos de rotação no suporte de máquina 78, em como, em cada caso, um segundo elemento de ajuste 83, 84, montado através de eixos de rotação no primeiro elemento de ajuste 81, 82. Nesse exemplo de modalidade, os dois primeiros elementos de ajuste 81, 82 estão realizados como munhões de eixo curvados em S e os dois segundos elementos de ajuste 83, 84, como pratos giratórios.

[0023] Todas as características citadas na descrição acima e nas reivindicações podem ser combinadas em qualquer seleção desejada com as características da reivindicação independente. A publicação da invenção não está, portanto, limitada às combinações de características descritas ou reivindicadas, pelo contrário, todas as combinações de características apropriadas no âmbito da invenção devem ser consideradas como publicadas.

Claims

1. Máquina-ferramenta para trabalho à máquina controlado por computador de peças a trabalhar, com um suporte de máquina e pelo menos dois dispositivos de aperto retidos um no outro de modo móvel para ajuste, sendo que com um dos dispositivos de aperto está formado pelo menos um receptáculo de peça a trabalhar e com o, em cada caso, outro dispositivo de aperto, pelo menos um receptáculo de ferramenta,os dispositivos de aperto (2, 3; 21-23) estão retidos de modo móvel para ajuste no suporte de máquina (1; 20), em cada caso, através de um mecanismo rotativo (4, 5; 24-26), e que entre pelo menos um dos dispositivos de aperto (2, 3; 21-23) e o suporte de máquina (1, 20) está formada pelo menos uma guia linear (10; 33), em que cada mecanismo rotativo tem pelo menos dois eixos de rotação (6-9; 27-32) ligados em série e que se cruzam; caracterizada pelo fato de que os primeiros elementos de ajuste, montados de modo rotativo sobre os primeiros eixos de rotação no suporte de máquina, são realizados como eixos curvados em S ou munhões de eixo curvados em eixo.

2. Máquina-ferramenta de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a guia linear (10; 33) está formada entre um dos dispositivos de aperto (2, 3; 21-23) e o mecanismo rotativo (4, 5; 24-26) que retém o dispositivo de aperto.

3. Máquina-ferramenta de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que entre os eixos de rotação (6-9; 2732) que se cruzam está formado, em cada caso, um ângulo reto.

4. Máquina-ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que os eixos de rotação (6, 8; 27, 29, 31) formados entre o suporte de máquina (1; 20) e os mecanismos rotativos (4, 5; 24-26) dos eixos de rotação (6,9; 27-32) estão alinhados paralelamente uns aos outros.

5. Máquina-ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que ela apresenta mais o que dois dispositivos de aperto (21-23) retidos um no outro de modo móvel para ajuste, sendo que pelo menos um de seus mecanismos rotativos (24-26) está disposto centralmente e os, em cada caso, outros mecanismos rotativos (24, 25) estão dispostos distribuídos na periferia do mecanismo rotativo (26) disposto centralmente.

6. Máquina-ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos dispositivos de aperto (2, 3; 21-23) apresenta pelo menos um eixo de motor (11; 34) para execução de movimentos de corte.

7. Máquina-ferramenta de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que com os eixos de rotação (6-9; 27-32) pelo menos um dos mecanismos rotativos (4, 5; 2426) forma uma cruz axial (13, 36, 37).

8. Máquina-ferramenta de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que com o eixo de rotação (14; 38), o eixo de motor (11; 34) e com os eixos de rotação (6-9; 27-32) do mecanismo rotativo 5;26) que recebe o eixo de motor (11; 34), está formado um nó axial. (15; 39).