ES2225160T3 - Maquina herramienta. - Google Patents

Abstract

Una máquina herramienta, que comprende: una bancada (1); una columna (2), con un cuerpo de bastidor rectangular, que forma un espacio amplio en su parte interior central, montada verticalmente sobre un lado de dicha bancada (1), a fin de disponer el espacio hacia el lado frontal; un par de carriles (3, 3) de guía, montados en la superficie frontal de dicha columna (2); un primer carro (4), con un cuerpo de bastidor cuadrado, cuyos miembros laterales superior e inferior (4b, 4c) están constituidos por cuerpos prismáticos de sección transversal rectangular, montados de modo que puedan desplazarse en dirección vertical (f1); un segundo carro (6), que forma un cuerpo de bastidor cuadrado (6a), y accionado mediante un servomotor (16); un par de miembros prismáticos derecho e izquierdo (6b, 6b), con sección transversal rectangular, montados en la superficie inferior, trasera, del cuerpo de bastidor cuadrado (6a), en dirección horizontal (f3), con una longitud especificada y que atraviesan la superficie trasera del cuerpo de bastidor cuadrado (6a) formando ángulo recto; miembros de carril (5), dispuestos en los miembros laterales superior e inferior (4b, 4c) del primer carro (4), respectivamente; y miembros de carril (7), dispuestos en los miembros prismáticos (6b, 6c) del segundo carro (6), respectivamente.

Description

Máquina herramienta.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una máquina herramienta en la que parte de los componentes está hecha de hormigón.

Antecedentes de la invención

Una máquina herramienta convencional que reduzca la longitud de un primer carro, un segundo carro o una columna, en cada dirección del husillo (dirección longitudinal), y que acelere la velocidad de avance de la cabeza del husillo en dirección longitudinal, ya ha sido descrita en una referencia de la técnica anterior, por ejemplo, la publicación provisional de patente japonesa nº 365529, de 1992, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Como se muestra en este documento, la máquina herramienta está definida por la columna, montada sobre una bancada, de manera fija, en la dirección del husillo, el primer carro, guiado en la columna de modo que pueda desplazarse en dirección vertical, el segundo carro, guiado en el primer carro de modo que pueda desplazarse en dirección lateral, y el husillo, guiado en el segundo carro de modo que pueda desplazarse en dirección longitudinal.

Los carros primero o segundo anteriores se hacen generalmente de fundición y, por lo tanto, la cabeza de husillo, soportada en esos carros, a veces vibra hasta tal punto que afecta a la precisión de mecanizado.

El documento DE 19745233 A1 se refiere a una caja de soporte de husillo para máquinas herramienta. La estructura de soporte de husillo comprende elementos tubulares que forman las caras laterales de la caja de soporte de husillo. Los elementos tubulares se rellenan con hormigón.

El documento JP 04365529 A, que forma el preámbulo de la reivindicación 1, se refiere a una máquina herramienta que comprende un primer carro, que puede desplazarse en dirección horizontal, y un segundo carro, que puede desplazarse en dirección vertical.

Un objeto de esta invención es proporcionar una máquina herramienta que evite, de manera razonable, las vibraciones de la cabeza de husillo y similares, y haga posible un mecanizado de alta precisión.

Compendio de la invención

Para lograr el objeto anterior, se proporciona una máquina herramienta que comprenda las particularidades de la reivindicación 1.

En consecuencia, el primer carro y el segundo carro apenas vibran, reduciéndose así, de modo efectivo, las vibraciones de la cabeza de husillo y similares.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista, en perspectiva, que muestra una zona característica de la máquina herramienta de la presente invención.

La figura 2 es una vista frontal de la zona característica anterior.

La figura 3 es una vista lateral de la zona característica anterior.

La figura 4 es una vista en planta de la zona característica anterior.

La figura 5 muestra una parte de la zona característica anterior, la figura 5A es una vista en perspectiva del primer carro, y la figura 5B es una vista en perspectiva del segundo carro.

Realización preferida de la presente invención

Para describir la presente invención con detalle, se explica con referencia a los dibujos.

Una máquina herramienta comprende una bancada 1, que constituye la parte más baja, una columna 2, fijada en la superficie superior de la bancada 1, el primer carro 4, guiado a deslizamiento libre en dirección vertical f_{1} mediante un par de carriles 3 y 3 de guía con lados superior e inferior, montados de manera fija sobre la superficie frontal de la columna 2, el segundo carro 6, guiado a deslizamiento libre en dirección lateral f_{2} mediante un par de miembros de carril 5 y 5 con lados derecho e izquierdo, montados de manera fija sobre la superficie frontal del primer carro 4, y una cabeza 8 de husillo, guiada a deslizamiento libre en dirección longitudinal f_{3} mediante un par de miembros de carril 7 y 7 con lados delantero y trasero, montados de manera fija en el segundo carro 6.

A continuación se proporciona una explicación acerca de los componentes anteriores.

A saber, la bancada 1 se forma con una estructura de caja a partir de placas de acero, y se fijan miembros de soporte 9 y 9 en la superficie superior de la bancada 1, delante de la columna 2, para asegurar una mesa de trabajo, no ilustrada. Está previsto un orificio 10 de caída en el centro de la bancada 1, con objeto de que virutas y refrigerante caigan a una posición especificada.

La columna 2 tiene un par de partes verticales derecha e izquierda 2a y 2a, además de un par de partes laterales superior e inferior 2b y 2c, y está constituida, principalmente, por un cuerpo de bastidor cuadrado que forma un orificio cuadrado "a" relativamente grande, con lados delantero y trasero, en el centro. Hay una mesa 2d para un motor prevista en la parte lateral superior 2b, y hay un servomotor 11, fijado sobre ella, para accionar verticalmente el primer carro 4.

El primer carro 4, tal como se muestra en la figura 5A y similares, tiene un par de cuerpos prismáticos individuales, verticales, derecho e izquierdo 4a y 4a, de sección transversal rectangular, además de un par de cuerpos prismáticos individuales, laterales, superior e inferior 4b y 4c, de sección transversal rectangular, y forma un orificio cuadrado "b" relativamente grande, con lados delantero y trasero, en el centro. Además, el primer carro 4 está provisto de un cuerpo de bastidor cuadrado, vertical, hecho de placas de acero, suficiente para recibir la superficie frontal de la columna 2. Hay miembros 12 de montaje fijados en la superficie trasera del bastidor cuadrado, que son guiados por los miembros de carril 3 y 3. Hay un par de miembros de carril 5 y 5 fijados en las superficies frontales de los cuerpos prismáticos laterales 4b y 4c, a fin de guiar el segundo carro 6. Hay, también, una ménsula 13 fijada en la superficie trasera del cuerpo prismático lateral superior 4b, con forma de U invertida en vista delantera, y un cuerpo 14 de tuerca fijado en la parte superior de la ménsula 13. En este caso, pueden formarse cuerpos prismáticos individuales 4a, 4b y 4c de modo enterizo a partir de una pluralidad de miembros prismáticos de sección transversal
rectangular.

Los cuerpos prismáticos laterales 4b y 4c se rellenan, respectivamente, con hormigón "k", de modo que esté aislado del aire. En este caso, el hormigón "k" se usa en sentido amplio, tal como hormigón de cemento, mortero de cemento, pasta de cemento, hormigón plástico y hormigón asfáltico. Puede llenarse con el hormigón "k" toda la longitud de los cuerpos prismáticos 4a, 4b y 4c o parte de ella. En cualquier caso, se llena con el hormigón "k" toda la sección de una parte rellena.

El hormigón "k" con que se llenan los cuerpos prismáticos 4b y 4c aumenta, de modo efectivo, la rigidez y la masa del cuerpo de bastidor cuadrado que, fundamentalmente, constituye, el primer carro 4. El hormigón "k" se encierra aislado del aire, impidiéndose así la evaporación de agua. De ese modo, se evita que el hormigón "k" se deteriore por envejecimiento debido al contacto con el aire.

Un eje roscado vertical 15, que está unido con un eje de salida del servomotor 11, se enrosca en el cuerpo 14 de tuerca. Hay un servomotor 16 previsto en la superficie superior del cuerpo prismático lateral superior 4b a fin de accionar el segundo carro 6 en dirección lateral. Por otra parte, como se muestra en la figura 5A, hay miembros de apoyo 19a y 19b, que soportan, a rotación, un eje roscado 18 lateral, que está unido con un eje de salida del servomotor 16, fijados en un par de placas 17 y 17 de refuerzo que están aseguradas en el cuerpo prismático 4b.

Como se muestra en la figura 5B y similares, el segundo carro 6 forma un orificio cuadrado "c" en el centro, con lados delantero y trasero, suficiente para contener la cabeza 8 del husillo, estando dotado dicho carro de un cuerpo de bastidor cuadrado 6a, vertical, suficiente para recibir la superficie frontal del primer carro 4. En este caso, un par de bastidores horizontales de guía derecho e izquierdo 6b y 6b, que comprenden miembros prismáticos cuadrados hechos de chapa de acero, se aseguran en la superficie trasera del cuerpo de bastidor cuadrado 6a en dirección longitudinal, y sobre ella se fija una pluralidad de miembros 20 de montaje que son guiados por los miembros de carril 5 y 5. Además, el miembro de carril 7, con lados delantero y trasero, se monta de manera fija sobre la superficie superior de cada bastidor horizontal 6b de guía, y una placa de acero horizontal 21b conecta las superficies laterales de los bastidores horizontales 6b y 6b de guía.

Con el hormigón "k" se llenan, de manera aislada, los bastidores horizontales 6b y 6b de guía. En este caso, con el hormigón "k" puede llenarse toda la longitud de los bastidores horizontales 6b y 6b de guía o parte de ella.

El hormigón "k" aumenta la rigidez y la masa en torno a los bastidores horizontales 6b y 6b de guía, que vibran fácilmente por el peso de la cabeza 8 de husillo. El hormigón "k" se mantiene aislado del aire, impidiéndose así que se evapore el agua. Por lo tanto, se evita el deterioro por envejecimiento del hormigón "k" debido al contacto con el aire, como antes.

Hay un miembro sobresaliente 23 previsto hacia arriba, oblicuamente hacia atrás, en un lado de la superficie superior del cuerpo prismático lateral superior 22 del cuerpo de bastidor cuadrado 6a, y hay un miembro 24 de soporte de tuerca, a modo de anillo abierto, fijado en el extremo del miembro sobresaliente 23. El eje roscado lateral 18 se enrosca en un cuerpo 25 de tuerca que es sujetado por el miembro 24 de soporte de tuerca. Además, una placa vertical 26 de soporte se asegura entre los extremos traseros de los bastidores horizontales de guía derecho e izquierdo 6b, 6b, y se fija un servomotor 27 en la superficie trasera de la placa 26 de soporte, con objeto de desplazar la cabeza 8 de husillo en dirección longitudinal f_{3}.

La cabeza 8 de husillo está provista de un bastidor 29 de cabeza que soporta, a rotación libre, un husillo 28, con lados delantero y trasero. Además, hay un servomotor, no ilustrado, previsto dentro del bastidor 29 de cabeza, a fin de hacer girar el husillo 28, y están previstos una pluralidad de miembros 30 de montaje, en la superficie inferior del bastidor 29 de cabeza, a fin de ser guiado por los miembros 7 de carril.

Hay un mecanismo de tornillo-tuerca, no ilustrado, previsto entre el bastidor 29 de cabeza y el servomotor 27, a fin de desplazar el bastidor 29 de cabeza en dirección longitudinal merced a las rotaciones del servomotor 27.

Para formar un centro de mecanizado basándose en las características precedentes, se añaden los siguientes componentes, no ilustrados. A saber, está previsto un cambiador automático de herramientas, para recibir un depósito de herramientas que almacene distintas herramientas, o herramientas del depósito de herramientas, e insertarlas apretadamente en el extremo del husillo 28 o, a la inversa, para retirarlas del extremo del husillo 28 y ponerlas de nuevo en el depósito de herramientas. Además, si es necesario, puede preverse una cubierta en la bancada 1 para cubrir todos los componentes.

A continuación sigue una explicación acerca del funcionamiento de las características antedichas. El primer carro 4 puede desplazarse en dirección vertical f_{1} merced a las rotaciones del servomotor 11, el segundo carro 6 en dirección lateral f_{2} merced al servomotor 16 y la cabeza 8 de husillo en dirección longitudinal f_{3} gracias al servomotor 27, respectivamente. De ese modo, el husillo 28 puede desplazarse a una posición opcional según las direcciones de los tres ejes.

Por lo tanto, una pieza de trabajo fijada en la mesa de trabajo, no ilustrada, puede mecanizarse mediante el desplazamiento del husillo 28 y las rotaciones del motor de accionamiento de herramienta, que está unido con el extremo del husillo 28.

Puesto que la rigidez y la masa del primer carro 4 aumenta con su hormigón "k" de relleno, dicho carro apenas vibra, reduciéndose así las vibraciones del segundo carro 6, de la cabeza 8 de husillo y similares, a fin de permitir un mecanizado de alta precisión. Por otro lado, como el primer carro 4 está constituido, fundamentalmente, por el cuerpo de bastidor cuadrado, la cabeza 8 de husillo puede montarse en el orificio cuadrado "b", haciéndose así más compacto el tamaño del conjunto de la máquina herramienta, además de aumentarse la longitud vertical soportada por la columna 2, estabilizándose así la fuerza de soporte merced a la superficie delantera de la columna 2.

Además, como la rigidez y la masa de los bastidores horizontales 6b y 6b de guía del segundo carro 6 aumentan por efecto del hormigón "k" de relleno, como en el caso del primer carro 4, dichos bastidores apenas vibran, reduciéndose así, directamente, las vibraciones de la cabeza 8 de husillo, a fin de permitir un mecanizado de alta precisión.

Como el segundo carro 6 comprende el cuerpo de bastidor cuadrado 6a y los bastidores horizontales 6b y 6b de guía, la cabeza 8 de husillo puede disponerse en el orificio cuadrado "c" del cuerpo de bastidor cuadrado 6a, montándose así de manera compacta la cabeza 8 de husillo, además de ampliarse la longitud guiada de la cabeza 8 de husillo en dirección longitudinal f_{3}, aumentándose, de ese modo, la estabilidad de la cabeza 8 de husillo con respecto al momento en dirección longitudinal f_{3} y el margen de movimiento de la cabeza 8 de husillo en dirección longitudinal f_{3}.

Además, como en el segundo carro 6, con el hormigón "k" se rellenan, solamente, los bastidores 6b y 6b horizontales de guía, la rigidez y la masa necesarias para el segundo carro 6 pueden obtenerse mediante un poco de hormigón "k". Por otro lado, como el bastidor 6b horizontal de guía está previsto para cada miembro 7 de carril, y se rellena con el hormigón "k", la rigidez y la masa del segundo carro 6 pueden obtenerse de manera más racional.

Claims (1)

1. Una máquina herramienta, que comprende:

una bancada (1);

una columna (2), con un cuerpo de bastidor rectangular, que forma un espacio amplio en su parte interior central, montada verticalmente sobre un lado de dicha bancada (1), a fin de disponer el espacio hacia el lado frontal;

un par de carriles (3, 3) de guía, montados en la superficie frontal de dicha columna (2);

un primer carro (4), con un cuerpo de bastidor cuadrado, cuyos miembros laterales superior e inferior (4b, 4c) están constituidos por cuerpos prismáticos de sección transversal rectangular, montados de modo que puedan desplazarse en dirección vertical (f_{1});

un segundo carro (6), que forma un cuerpo de bastidor cuadrado (6a), y accionado mediante un servomotor (16);

un par de miembros prismáticos derecho e izquierdo (6b, 6b), con sección transversal rectangular, montados en la superficie inferior, trasera, del cuerpo de bastidor cuadrado (6a), en dirección horizontal (f_{3}), con una longitud especificada y que atraviesan la superficie trasera del cuerpo de bastidor cuadrado (6a) formando ángulo recto;

miembros de carril (5), dispuestos en los miembros laterales superior e inferior (4b, 4c) del primer carro (4), respectivamente; y

miembros de carril (7), dispuestos en los miembros prismáticos (6b, 6c) del segundo carro (6), respectivamente;

caracterizada porque

el par de carriles (3, 3) de guía es un par de carriles de guía derecho e izquierdo, y está montado en la columna (2) en dirección vertical;

los miembros laterales superior e inferior (4b, 4c) que forman el primer carro se montan de manera que puedan desplazarse en los carriles de guía (3, 3);

el servomotor (16) acciona el segundo carro (6) lateralmente (f_{2}), asociado con un eje roscado lateral (18) previsto en la superficie superior de un miembro lateral superior (4b) del primer carro (4);

el cuerpo del bastidor cuadrado (6a) formado por el segundo carro es más pequeño que el del primer carro;

hay un miembro sobresaliente (23) previsto en la superficie superior del cuerpo de bastidor cuadrado (6a), y que coopera con el eje roscado lateral (18), a fin de desplazar el segundo carro en dirección lateral (f_{2}); y

de los elementos móviles, solamente se rellenan con hormigón (k), aisladamente, los cuerpos prismáticos (4b, 4c) de los miembros laterales superior e inferior y el par de miembros prismáticos derecho e izquierdo (6b, 6b).