ES2208078A1 - Fresadora de alta velocidad. - Google Patents

Abstract

Fresadora de alta velocidad, del tipo de las que su columna es móvil a lo largo de una bancada según un eje horizontal "X". La columna se constituye por dos semipartes (1.1 y 1.2) que desde su parte superior se ensanchan hacia la base, configurando una amplia base en la que, cada semiparte (1.1 ó 1.2), incorpora los primarios de unos motores lineales sincronos, cuyos secundarios (9.2) quedan alineados longitudinalmente sobre la bancada (2); esta bancada (2) incorpora tres guías lineales (6, 7 y 8) que, en correspondencia con unos patines dispuestos en la base de las semipartes (1.1 y 1.2) de la columna, posibilitan, el desplazamiento de la columna a alta velocidad en el eje "X" sin necesidad de un guiado superior de la misma. Las dos semipartes (1.1 y 1.2) quedan unidas entre sí a través de, al menos un puente de rigidización (5), dispuesto en la parte inferior; de manera que cualquiera de ambas semipartes (1.1 ó 1.2) puede soltarse del puente(5) y retirarse, dejando al RAM (4) y a su consola (3) suspendidos de la otra semiparte (1.1 ó 1.2), para proceder a operaciones de montaje y mantenimiento.

Description

Fresadora de alta velocidad.

Dentro de las fresadoras de columna móvil se conocen ya soluciones que se denominan de alta velocidad, en cuanto a la velocidad, y aceleraciones de los desplazamientos de la columna móvil en el eje horizontal "X".

Entre las soluciones conocidas existen realizaciones que alcanzan aceleraciones comprendidas entre 5 y 10 m/seg^{2} mediante accionamientos que pueden ser, del tipo convencional, es decir con un servomotor y transmisión del movimiento por un conjunto de piñón-cremallera o de tuerca-husillo.

También se conocen soluciones con accionamiento mediante motores lineales.

En ambos casos, la columna móvil presenta un guiado superior que le confiere la adecuada estabilidad y fiabilidad en sus desplazamientos.

El objeto de la presente invención es una máquina fresadora de columna móvil accionada por motores lineales que presenta, como una de sus características, el hecho de que no necesita del guiado superior de la columna móvil, alcanzando además aceleraciones muy superiores a las hasta ahora conocidas, en sus desplazamientos en el eje "X".

En la máquina objeto de esta invención, la columna móvil va montada sobre una bancada fija, con tres guías lineales; de manera que las guías primera y segunda están incluidas en sendos planos longitudinales y paralelos entre sí, que comprenden también a las guías del eje vertical "Y". Con esta alineación se mejora la rigidez de la máquina.

La tercera guía disminuye el efecto de torsión que se origina en la base de la columna con la salida del RAM. Estas tres guías lineales son suficientes y no se requiere de ningún guiado superior de la columna.

Como otra característica novedosa de la presente invención, la columna móvil se constituye en dos semipartes independientes entre sí, entre las cuales queda dispuesta la consola del RAM que hace de medio de unión entre las dos semipartes.

Cada una de las dos semipartes de la columna presenta un singular diseño, con un frente vertical y unos laterales y parte trasera definidos por una superficie que se abre en inclinación hacia afuera, definiendo una amplia base, de gran superficie respecto de la parte superior de cada semiparte de la columna, en una configuración en flecha.

La amplia base de las dos semipartes de la columna, permite incorporar un amplio número de patines, para las tres guías lineales de la bancada de la columna. Además, esta realización de la columna permite una particular realización de los motores lineales que llevan a cabo del desplazamiento en el eje horizontal "X" de la columna.

En efecto, de acuerdo con la invención, para el desplazamiento en el eje "X" de la columna se utilizan al menos dos motores lineales y, preferentemente, cuatro motores lineales, en los que el primario o bobinado está montado en la zona inferior de la columna, en concreto dos primarios en la base de cada semiparte de la columna, quedando los cuatro primarios alineados entre sí.

Los secundarios o imanes fijos, están montados en la base de la bancada, también alineados entre sí; de manera que prácticamente forman un único secundario común para los cuatro primarios de la base de la columna.

Por otro lado, la realización de la columna en dos semipartes independientes que quedan unidas por la consola del RAM, como nexo de unión entre aquellas, permite otra particularidad de la presente invención cual es la posibilidad de separar opcionalmente una de las semipartes de la otra.

De esta forma, puede dejarse a la consola y al RAM colgando de una de las dos semipartes y separar por completo a la otra, para proceder a las correspondientes operaciones de montaje y de mantenimiento.

El RAM es movido, en el eje vertical "Y", por el accionamiento de unos motores lineales y por esta estructura de la columna en dos semipartes que determinan entre ellas un espacio totalmente abierto, el RAM puede ocupar una posición inferior en la que la altura del RAM al suelo es, como máximo, de 900 mm, cota esta no alcanzable hasta ahora por las soluciones conocidas, en las que incluso se recurría a realizar, un foso en el lugar de instalación de la máquina, para reducir la distancia del RAM al suelo, pero, en este caso se pierde rigidez de máquina, ya que el RAM está trabajando en posición no correcta para alcanzar esta cota, es decir desde el RAM al plano inferior de la máquina hay más de 900 mm.

El movimiento del RAM en el eje vertical "Y" se lleva a cabo con, al menos, dos motores lineales, colocados en los laterales de la columna, uno en cada lateral.

El guiado en el eje "Y" se confía a dos parejas de guías lineales, una situada en la parte trasera de la columna y la otra en la zona delantera. Los patines de rodillos para estas guías van fijados a la consola del RAM.

Por otro lado, la estructura separada de las dos semipartes que constituyen la columna, junto al hecho de que la máquina no precisa de un guiado superior de la columna, posibilita obtener una máquina que montada no supera los 3,6 m. teniendo en cuenta que la góndola-base de un camión es de 0,9 m, se tiene una altura total de 4,5 m. Este hecho permite su transporte por carretera en camión, con la máquina prácticamente montada en su totalidad.

El movimiento del RAM en el eje "Z" también se lleva a cabo mediante, al menos, un motor lineal; de manera que la máquina presenta una condición de alta velocidad en los tres ejes "X", "Y" y "Z", en los que el accionamiento se lleva a cabo mediante motores lineales.

El motor lineal, para el movimiento del RAM en el eje "Z", está montado en la zona superior del RAM. El primario o bobinado está montado en la zona trasera del RAM; mientras que el secundario o imanes fijos está montado en la consola. La longitud del secundario contempla toda la posibilidad de recorrido del RAM; de manera que el propio RAM, por la zona delantera de la máquina, siempre está cubriendo y protegiendo el secundario; desde la posición más retrasada del RAM, hasta la más avanzada.

De esta forma, sin necesidad de protecciones tipo fuelle o similar, el secundario queda siempre protegido por el propio RAM en la parte delantera de la máquina, que es donde puede saltar viruta y restos del mecanizado durante la fase de trabajo.

El guiado del RAM es también otra característica de esta invención. En efecto, se conoce ya una solución que utiliza dos guías lineales fijas al RAM y unos patines fijos a la consola, en su zona delantera. Otra solución ya conocida utiliza unas guías lineales fijas a la consola y unos patines unidos al RAM en su zona trasera.

Según la presente invención, el guiado del RAM se lleva a cabo con una solución que es prácticamente un híbrido de las dos realizaciones conocidas, utilizando cuatro guías lineales, dos en la zona superior del RAM y otras dos en la parte inferior. Las dos guías de la parte superior van fijadas a la consola y al RAM van fijados, en cada lateral, tres patines de rodillos. Las dos guías de la parte inferior van fijadas al propio RAM con un patín, en relación con cada una de ellas, fijado a la consola. De esta forma, en la zona superior se desplazan los patines y en la zona inferior se desplazan las guías. Los bloqueos se establecen mediante patines tipo freno montados en las propias guías.

Con esta solución, cuando el RAM se encuentra en la zona trasera, se mejora en rigidez respecto de las soluciones convencionales.

La compensación de peso del RAM se lleva a cabo mediante cilindros telescópicos que permiten lograr un sensible ahorro de espacio en altura.

Es de señalar que los motores lineales del desplazamiento vertical en "Y", las cuatro guías lineales para los desplazamientos verticales en "Y" y los cilindros telescópicos de compensación de peso están dispuestos siguiendo una simetría; de manera que las teóricas diagonales de unión de las cuatro guías lineales se cortan en un punto que coincide con la intersección de las teóricas líneas de unión de los cilindros telescópicos y las de la unión de los motores lineales.

Este punto común de intersección coincide a su vez con el centro de gravedad del conjunto "Y"-"Z", lo que permite lograr un buen equilibrado y prestaciones de la máquina.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de la máquina fresadora objeto de la presente invención.

La figura 2 es la vista en alzado frontal de la fresadora.

La figura 3 es una vista en perspectiva que muestra la configuración de una de las semipartes (1.1 ó 1.2) que componen la columna (1).

La figura 4 es una vista en planta superior de la máquina fresadora, viendo la parte central de la misma.

La figura 5 es una vista desde el lateral izquierdo de la fresadora que muestra la parte de la bancada (2) y el guiado en "X".

La figura 6 es una vista en planta inferior de las dos semipartes (1.1) y (1.2) que componen la columna (1).

La figura 7 muestra, en una vista desde la parte superior de la fresadora, la parte de su consola central (3) y las guías (12) para el guiado en "Y".

La figura 8 es una vista como la de la figura 2, pero con la semiparte (1.1) separada.

La figura 9 es una vista desde la parte trasera del RAM (4) para poder apreciar su guiado en "Z".

Las figuras 10 y 11 son sendas vistas desde uno de los laterales del conjunto formado por el RAM (4) y la consola (3) para poder apreciar el movimiento en el eje "Z" del RAM (4) en relación con las guías (14 y 15).

La figura 12 es una vista lateral como la de las figuras 10 y 11, pero recogiendo en detalle la parte de los patines (14.1 y 15.1) de las guías (14 y 15).

La figura 13 es una vista como la de la figura 7, pero indicando el punto de intersección "P" que coincide con el dentro de gravedad del conjunto "Y", "Z" de la maquinaria.

El objeto de la presente invención es una fresadora de alta velocidad del tipo de las de columna o montante móvil que va montada sobre una bancada fija.

La columna móvil se puede desplazar a lo largo de la bancada según un eje horizontal "X"; mientras que en dicha columna va montado el RAM, conocido también como carnero que en un extremo comporta el cabezal porta-herramienta. El RAM propiamente dicho va dispuesto en una consola, formando un conjunto que puede desplazarse en verticalidad a lo largo de la columna siguiendo un eje vertical denominado "Y".

También el RAM puede desplazarse en horizontalidad, sobresaliendo en voladizo, en mayor o menor medida respecto de la columna, según un eje horizontal perpendicular al precitado eje "X" y que se denomina eje "Z".

De acuerdo con la presente invención, la columna (1) se constituye por dos semipartes iguales e independientes (1.1 y 1.2) y va dispuesta sobre una bancada fija (2), ver figura 1.

Cada semiparte (1.1-1.2) presenta una configuración determinada por una parte superior (1.a) y una base (1.c) sensiblemente mayor que la parte superior, en una configuración en flecha, definida por una parte frontal vertical (1.d) y una parte trasera (1.e) que se expande hacia atrás, así como unos laterales (1.b) que desde la parte superior (1.a) se extienden abriéndose hasta alcanzar la mayor medida de la base (1.c), ver figuras 2 y 3.

Con esta configuración, la columna (1) ofrece una amplia base, capaz de incorporar los medios de accionamiento y de guiado de la columna (1) en el eje "X".

Los medios de guiado se componen de tres guías lineales (6, 7 y 8) fijas a la bancada (2), ver figura 1 y unos patines de rodillos (6.1, 7.1 y 8.1) fijos a la base de la columna (1). En total son dieciséis patines de rodillos, de los cuales seis patines (6.1) corresponden a la primera guía (6); otros seis patines (7.1) corresponden a la segunda guía (7) y cuatro patines (8.1) corresponden a la tercera guía (8), ver figuras 5 y 6.

De estos dieciséis patines de rodillos ocho están dispuestos en la base de la semiparte (1.1) y los otro ocho en la base de la semiparte (1.2) de la columna (1), en una distribución tres, tres, dos.

Las guías primera y segunda (6 y 7) de la bancada (2) definen junto a las guías (12) del eje vertical "Y" sendos planos longitudinales paralelos. Es decir la guía (6) y las dos guías (12) delanteras ocupan un plano longitudinal que es paralelo a otro plano longitudinal en el que se encuentran la guía (7) y las dos guías (12) traseras. Esta disposición mejora la rigidez de la máquina. La tercera guía (8) disminuye el efecto de torsión que se origina en la base de la columna (1) a la salida del RAM (4).

Para el accionamiento de la columna (1) en el eje horizontal "X" se utilizan, al menos dos motores lineales síncronos (9) montados en línea y, preferentemente, cuatro motores lineales síncronos (9). El secundario, señalado con la referencia (9.2), que es el de los imanes fijos, va montado en la bancada (2); de manera que los cuatro secundarios (9.2) quedan dispuestos uno tras otro en alineación, como si formaran un único secundario, ver figuras 1 y 5.

Los cuatro primarios o bobinados (9.1) también quedan alineados, yendo montados dos de ellos en la base de la semiparte (1.1) de la columna (1) y los otros dos en la semiparte (1.2), ver figura 6.

Entre las dos semipartes independientes (1.1 y 1.2) que conforman la columna (1) va dispuesto el RAM (4) con su consola (3), habiéndose previsto la disposición de un puente inferior de rigidización (5) y la posibilidad de disponer de una estructura puente de unión entre las semipartes (1.1 y 1.2) en relación con la parte superior (1.a) de estas últimas. En el caso de existir esta estructura superior de unión, sería retirable y/o abatible para el transporte de la máquina; de manera que sin esta estructura superior se ha previsto que la máquina alcance una altura no superior a

\hbox{3.600 mm.}

que permite su transporte por carretera.

Al ser las semipartes (1.1 y 1.2) independientes, se determina una zona central completamente abierta entre ellas, lo que le permite al RAM, en su disposición más inferior, ocupar una posición muy baja, en la que se alcanza una cota no superior a los 900mm. de separación entre el eje longitudinal del RAM y el suelo. En este sentido y a nivel de prototipo se ha alcanzado ya una cota de 800mm de separación entre el eje del RAM y el suelo, con unos resultados muy satisfactorios previéndose incluso poder bajar esta cota.

Para el desplazamiento del RAM (4) en el eje "Y" se dispone de dos motores lineales (10 y 11) colocados en relación con los laterales enfrentados de las semipartes (1.1 y 1.2) de la columna (1). Los primarios de los motores lineales (10 y 11) van fijos a la consola (3) del RAM (4) y los secundarios a la columna (1), ver figuras 3 y 7.

Para el guiado del RAM (4) en el eje "Y" se dispone de cuatro guías lineales (12) fijadas a la columna (1), dos de ellas en relación con la parte delantera de la columna (1) y las otras dos con la parte trasera. Los patines de rodillos (12.1) de estas guías (12) van fijados a la consola (3), preferentemente en un número de tres por cada guía (12), ver figuras 1, 7 y 8.

Con esta disposición y por el hecho de constituirse la columna (1) en dos semipartes (1.1 y 1.2) independientes, puede procederse a separarse una de las semipartes (1.1 ó 1.2) de la otra, tal y como se representa en la figura 8, para permitir operaciones de montaje, mantenimiento o reparación de las guías lineales del eje "Y", los motores lineales del eje "Y" (tanto primario como secundario) y los primarios de los motores centrales del eje "X" (a los motores no centrales se accede desde los extremos de la base de la columna).

Por ejemplo, si se precisara reparar el motor lineal (10) se podría, con el RAM (4) dispuesto en la parte inferior, soltar los tornillos de fijación de las dos guías (12) de la zona superior y media de ese lateral y, con el RAM (4) elevado, soltar los tornillos de la parte inferior de estas guías (12).

Asimismo, soltando los tornillos de fijación a ese lateral del puente inferior (5) se podría, ya sin más, retirar la semiparte (1.2) de la columna (1), dejando al RAM (4) y a su consola (3) suspendidos de la otra semiparte (1.1).

De esta forma se podría acceder ya a reparar o sustituir el motor lineal (10).

También y gracias a esta disposición se facilita el montaje de los cuatro primarios (9.1) de los motores (9) y, en definitiva, se mejora el montaje y el mantenimiento de la máquina.

Para el accionamiento del RAM en el eje "Z" existe un motor lineal (13) montado en relación con la parte superior del RAM (4). El primario (13.1) está montado en la parte trasera del RAM (4) y el secundario (13.2) en la consola (3), ver figura 9.

El secundario (13.2) se extiende en todo el recorrido del RAM (4); de manera que cuando el RAM (4) ocupa la posición más retrasada el propio (RAM) cubre a todo el secundario, en relación con la zona delantera de la columna (1) y asimismo lo cubre cuando va saliendo hacia delante, ver figuras 10 y 11.

Con esta disposición el secundario (13.2) siempre esta protegido por el propio RAM (4) de las posibles virutas y restos del mecanizado que saltan por la zona delantera de la columna (1), durante el proceso de trabajo.

Asimismo, el primario (13.1) nunca abandona la zona comprendida entre las dos semipartes (1.1) y (1.2) de la columna (1), quedando así también protegido durante la fase de trabajo.

El guiado en el eje "Z" se lleva a cabo mediante cuatro guías lineales, dos de ellas ubicadas en relación con la zona superior del RAM (4) y señaladas con la referencia numérica (14) y las otras dos, ubicadas en la zona inferior y señaladas con la referencia numérica (15), ver figura 9.

Las guías lineales superiores (14) van fijas a la consola (3); mientras que las guías inferiores (15) están fijadas al RAM (4).

En relación con cada una de las dos guías superiores (14) hay tres patines a rodillos (14.1) fijos al RAM (4); mientras que en relación con cada una de las dos guías inferiores (15) hay un patín a rodillos (15.1) fijo a la consola (3); de manera que en la parte superior se desplazan los patines (14.1) y en la parte inferior las guías (15), ver figura 12.

Con esta disposición, cuando el RAM (4) se encuentra en la zona trasera, se mejora la rigidez respecto de otras soluciones de guiado ya existentes.

El peso del RAM está compensado mediante unos cilindros telescópicos hidráulicos (16), montados en la parte inferior de la columna (1), con los cuales se logra un ahorro considerable de espacio en altura. Estos cilindros hidráulicos (16) y los correspondientes acumuladores hidráulicos trabajan a empuje, ver figura 13.

En relación con la parte inferior de la columna (1) y concretamente sobre el puente inferior (5) van montados los correspondientes amortiguadores (17), ver figuras 2 y 9. Por otro lado, el bloqueo de las guías (14 y 15) se establece a través de patines tipo freno montados en las propias guías. Se ha previsto disponer unos apoyos, preferentemente en número de tres, a lo largo del eje "Z".

Tal y como se aprecia en la figura 13, las diagonales Dl y D2 que unen las guías lineales (12) de los movimientos en el eje vertical "Y" se cortan en un punto "P" en el que, coincide asimismo la intersección de las teóricas líneas de unión de los motores lineales (10) y (11) y de los cilindros telescópicos (16) de compensación de peso. Este punto de intersección "P" coincide con el centro de gravedad del conjunto "Y"-"Z", lográndose así un buen equilibrado y unas buenas prestaciones de la máquina.

Como complementos de la máquina se ha previsto disponer de protecciones, tales como persianas enrollables en el eje "Y" y fuelles en el eje "X"; así como los correspondientes rascadores en el eje "Z".

Claims (6)

1. Fresadora de alta velocidad, del tipo de las que su columna (1) es móvil a lo largo de una bancada (2) según un eje horizontal "X"; caracterizada porque la columna (1) se constituye por dos semipartes (1.1 y 1.2) que desde su parte superior se ensanchan hacia la base, configurando una amplia base en la que, cada semiparte (1.1 ó 1.2), incorpora los primarios (9.1) de unos motores lineales síncronos (9), cuyos secundarios (9.2) quedan alineados longitudinalmente sobre la bancada (2); esta bancada (2) incorpora tres guías lineales (6, 7 y 8) que en correspondencia con unos patines (6.1, 7.1 y 8.1) dispuestos en la base de las semipartes (1.1 y 1.2) de la columna (1) posibilitan, en el accionamiento de los motores lineales (9), el desplazamiento de la columna (1) a alta velocidad en el eje "X" sin necesidad de un guiado superior de la misma.

2. Fresadora de alta velocidad, en todo de acuerdo con la anterior reivindicación, caracterizada porque las dos semipartes (1.1 y 1.2) de la columna (1) quedan unidas entre sí a través de, al menos un puente de rigidización (5), dispuesto, preferentemente, en la parte inferior; de manera que cualquiera de ambas semipartes (1.1 o 1.2) puede soltarse del puente (5) y retirarse, dejando al RAM (4) y a su consola (3) suspendidos de la otra semiparte (1.1 ó 1.2), para proceder a operaciones de montaje y mantenimiento.

3. Fresadora de alta velocidad, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque de las tres guías generales (6, 7 y 8) de los desplazamientos en "X", las dos primeras forman, junto con unas guías lineales (12) para el movimiento del RAM (4) en el eje vertical "Y", sendos planos longitudinales y paralelos, de los cuales, uno de ellos incluye a la guía (6) y a las guías (12) delanteras y el otro a la guía (7) y a las guías (12) traseras, lo que mejora la rigidez de la fresadora; mientras que la tercera guía (8) disminuye los efectos de torsión.

4. Fresadora de alta velocidad, en todo de acuerdo con la primera y segunda reivindicaciones, caracterizada porque entre las dos semipartes (1.1 y 1.2) de la columna (1) se define un espacio totalmente abierto hasta llegar al puente de rigidización inferior (5); de manera que en el eje "Y", el RAM (4) puede alcanzar una posición inferior en la que se reduce la cota de altura del eje del RAM (4) al suelo, siendo como máximo esta cota de 900 mm.

5. Fresadora de alta velocidad, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque para el accionamiento del RAM (4) en el eje "Z" existe un motor lineal (13), cuyo secundario (13.2) se extiende en todo el recorrido del RAM (4) que así lo cubre y protege durante la fase de trabajo; este movimiento en "Z" del RAM (4) es guiado por una pareja de guías lineales (14 y 15) situadas en cada lateral de aquel; de estas guías (14 y 15) las primeras van dispuestas en la parte superior fijas a la consola (3) del RAM (4) y las segundas van dispuestas en la parte inferior fijas al RAM (4); en relación con cada guía lineal superior (14) existen unos patines (14.1) fijos al RAM (4); mientras que en relación con cada guía lineal inferior (15) hay un patín (15.1) fijo a la consola (3); de manera que en la parte superior se desplazan los patines (14.1) y en la parte inferior las guías (15), mejorando la rigidez del RAM (4) en su posición trasera.

6. Fresadora de alta velocidad, en todo de acuerdo con la primera y tercera reivindicaciones, caracterizada porque las teóricas diagonales D1 y D2 de unión de las guías lineales (12) para los movimientos del RAM (4) en el eje "Y" se cortan en un punto "P", en el que se interseccionan también las líneas de unión de los cilindros telescópicos (16) de compensación de peso y de los dos motores lineales (10 y 11) que llevan a cabo el movimiento en "Y" del RAM (4); este punto "P" coincide con el centro de gravedad del conjunto "Y"-"Z" de la fresadora.