ES2228439T3 - Abastecedor de bartras cortas para maquina herramienta. - Google Patents

Abstract

Abastecedor de barras cortas para máquina herramienta, que comprende: (a) un dispositivo de carga de barras, que comprende (a1) una pluralidad de elementos de retención dispuestos en paralelo y alineados entre sí para retener una pluralidad de barras puestas sobre un plano inclinado, y (a2) unas correderas de carga, (b) un dispositivo de centrado de las barras según un eje de alineación respecto de la máquina herramienta, y (c) un dispositivo de avance de las barras en el interior de dicha máquina, caracterizado por que dichos elementos de retención son unos pernos (42) que tienen una forma y una posición tales que siguen reteniendo una barra (60) recogida por las correderas de carga (28) cuando éstas hacen su movimiento vertical ascendente, de tal manera que la barra (60) permanece en contacto, durante su carga, con dos generadores portadores (30A, 42B), situados una sobre dicho perno (42) y la otra sobre la corredera de carga (28), sustancialmente hasta que la barra ha alcanzado su posición final en dicho eje de alineación(C).

Description

Abastecedor de barras cortas para máquina herramienta.

La invención se refiere a un abastecedor de barras cortas para una máquina herramienta, como un torno o una cortadora, que comprende un dispositivo de carga de barras que comporta una pluralidad de elementos de retención dispuestos en paralelo y alineados entre sí para retener una pluralidad de barras puestas sobre un plano inclinado, y unas correderas de carga, un dispositivo de centrado de las barras según un eje de alineación respecto de la máquina herramienta, y un dispositivo de avance de las barras en el interior de dicha máquina.

Estos abastecedores tienen como objetivo abastecer automáticamente de barras principalmente a tornos automáticos, lo que permite mejorar sensiblemente el rendimiento de estas máquinas y reducir considerablemente los costes de las piezas procesadas en la máquina herramienta. El término, "barra", tal y como se utiliza en el presente documento, comprende unas piezas oblongas prismáticas de cualquier material, incluidos los tubos, y por lo tanto la longitud sobrepasa ampliamente su diámetro.

Los abastecedores conocidos y su funcionamiento no se describirán con detalle a continuación. En general, los abastecedores comportan un armazón sobre el que se monta un depósito de barras en forma de plano inclinado, un cargador que recoge del depósito una barra que debe ser procesada, la centra horizontalmente y la eleva, un dispositivo de centrado vertical con el fin de alinear la barra coaxialmente al husillo del torno asociado, y un dispositivo de avance para empujar la barra al interior del husillo, descrito, por ejemplo, en el documento EP-A1-0-587-248.

Los abastecedores conocidos presentan no obstante varios inconvenientes. En primer lugar, y éste es el inconveniente más serio, la operación de carga se cumple bruscamente, puesto que el dispositivo se somete a dos choques sucesivos en el momento del procedimiento de carga. El primer choque se produce cuando una barra que va a ser cargada, retenida en el interior del depósito por una serie de pernos de retención, cae en el cargador en el momento de un movimiento ascendente de éste, que es necesario para transportar la barra de un nivel inferior, el del depósito, al nivel del eje del husillo. Ese choque es particularmente violento y ruidoso y puede dañar algunas partes del abastecedor. A título indicativo, el peso de una sola barra de acero de un diámetro de 80 mm y de una longitud de 1200 mm es de aproximadamente 47 kg; estos choques pueden provocar a la larga una desalineación entre el abastecedor y el cabezal de la máquina herramienta, acarreando graves riesgos para el abastecedor y para la máquina herramienta.

El segundo choque se produce cuando una barra ha sido recogida del depósito y trasladada por el cargador; la barra siguiente, puesta sobre el plano inclinado del depósito, tropezará entonces con dichos pernos de retención. Aunque ese choque no sea peligroso para el abastecedor, no es menos desagradable, y produce vibraciones que corren el riesgo de desalinear el abastecedor respecto de la máquina herramienta.

El objetivo de la invención es crear un nuevo abastecedor que mitigue estos inconvenientes y permita realizar unos rendimientos incluso aumentados mediante un alto grado de automatización.

Este objetivo es logrado mediante el abastecedor según la invención, que se caracteriza por que los elementos de retención del interior del dispositivo de carga son una pluralidad de pernos de retención dispuestos en paralelo y alineados entre sí, teniendo dichos pernos una forma y una posición tales que siguen reteniendo una barra recogida por las correderas de carga cuando éstas hacen su movimiento vertical ascendente, de manera que la barra permanece en contacto, durante su carga, con dos generadores portadores, situados sobre el perno de retención y sobre la corredera de carga respectivamente, sustancialmente hasta que la barra haya alcanzado su posición final en dicho eje de alineación, es decir, su posición más alta.

Las particularidades de este abastecedor y las características preferentes o especiales son objeto de reivindicaciones dependientes.

La descripción siguiente de un ejemplo de ejecución del abastecedor según la invención se ofrece con el fin de hacer entender mejor la invención; este ejemplo no es limitativo. Se hará referencia al dibujo, en el que:

La fig. 1 es una vista plana del abastecedor según la invención,

La fig.2 es una sección según la línea II-II de la fig. 1.

La fig. 3 es una sección según la línea III-III de la fig. 1,

La fig. 4 es una sección según la línea IV-IV de la fig. 1,

La fig. 5 es un detalle del abastecedor aumentado, rodeado por la línea V de la fig. 1,

Las fig. 6A a 6D es la representación esquemática de un ciclo de carga de una barra.

La fig. 1 muestra una vista plana de un abastecedor de la invención según una ejecución preferente: el depósito de las barras no está representado por razones de claridad. Se ve un pedestal de máquina 10 que sirve de soporte y de cajetín para los distintos elementos del abastecedor. Un depósito 12 en forma de plano 14, inclinado por un ángulo \alpha respecto del plano horizontal, está montado sobre un codo metálico horizontal en ángulo 16 por medio de bisagras 18 (fig. 2 y 3); debido a esto, la inclinación del plano 14 es regulable. Una tabla 20 que comporta un perfil oblongo 22 soporta un raíl 24 sobre el que se puede desplazar un carrete 26 destinado a empujar las barras horizontalmente al interior del cabezal de la máquina herramienta; dado que las tareas y el funcionamiento son conocidos, no se describirán en detalle. Además, la tabla 20 está equipada con varias correderas de carga 28 en forma de placas, montadas verticalmente en el interior de la tabla y estabilizadas por unas placas horizontales soldadas 29 y que presentan una punta de recogida 30 y dos aristas 30A, 30B (fig. 6A) que forman una gran V y que encierran un ángulo \beta que es normalmente, es decir, para recibir las barras de sección circular o hexagonal, de aproximadamente 120º.

La cima de la V de todas las correderas de carga 28 se encuentra exactamente en la vertical Z del eje que pasa por el centro C del cabezal de la máquina herramienta asociada al abastecedor (ver las fig. 6A y 6D). La tabla 20 puede ser desplazada en sentido vertical por dos gatos hidráulicos o neumáticos 32, ver las fig. 1, 2 y 4; la tabla es entonces guiada por las guías 34 que la deslizan en los raíles verticales 36 (fig.4).

Un eje 38 se aloja en el interior de los cojinetes 40 del pedestal 10. Una serie de pernos de retención 42 en forma de S muy alargada están bloqueados, bien alineados entre sí, sobre el eje 38 por medio de collares 44, ver las fig. 1 y 3. El perno 42 presenta dos caras (o aristas) activas, una cara interior 42A y una cara superior 42 B (fig. 3 y 6D) cuyas funciones se describirán con detalle en referencia a las fig. 6A a 6D. Una hendidura de guía 46 que sirve de vía de control de la inclinación de los pernos 42 respecto de la vertical y que está destinada a recibir un pasador de control 48 (fig. 5), se practica en el interior del perno 42; como se ve en las fig. 2 y 3, este pasador 46 no es recto sino que tiene forma curva. El objetivo y el funcionamiento de este pasador se describirán más adelante. Dos pernos medianos 42 están rígidamente conectados a poca distancia por medio de piezas de fijación correspondientes, ver la fig. 5, o los dos pernos 42', 42'' están unidos por dos tirantes 50 cuyos elementos de fijación no están representados. En la fig. 6, la punta más alta del perno 42 lleva la referencia 42C.

Como ya se ha indicado anteriormente, la tabla 20 ejerce un movimiento vertical con el fin de recoger una barra que debe ser procesada del depósito 12. Se hará referencia a las fig. 6A a 6D, que muestran esquemáticamente el ciclo de carga de una barra 60.

Antes de empezar el ciclo de carga, la tabla 20 está en reposo en su posición más baja, dibujada en las fig. 2, 3 y 6A. La tabla 20 inicia entonces un movimiento verticalmente ascendente, y la punta 30 de las correderas de carga 28, que están todas unidas a la tabla 20, se desliza entre la barra 60, retenida por el perno 42, y la barra siguiente 62 (fig. 6B). Se notará que el plano 14 del depósito 12 comporta unas hendiduras u otras oberturas 14A con el fin de permitir el paso de la corredera 28. Se ve en la fig. 6 B que la barra 60 está siempre retenida por el perno 42, en este caso por su cara 42B, y que la barra 60 no puede rodar a lo largo de la arista 30A de la corredera 28.

En el momento de la subida continua de la corredera 28, ver la fig. 6C, la barra siempre está en contacto por rodamiento o por deslizamiento con dos generadores, es decir, la cara 30A de la corredera 28 y la cara 42B del perno de retención 42. Se ve que la barra 60 hace simultáneamente un movimiento hacia arriba y un movimiento hacia la izquierda, es decir, desde el depósito 12 hasta el interior del eje Z.

Finalmente, al seguir siempre subiendo la corredera de carga 28, la barra 60 se encuentra a algunos milímetros de la arista 30B, de la punta 42C del perno 42 y del eje de carga C del abastecedor, ver la fig. 6D, y los últimos milímetros de subida tienen el efecto de depositar la barra 60 contra la segunda arista 30B, quedando así en contacto con la arista 30 A, y finalmente en el eje C. De ello resulta un movimiento absolutamente silencioso de la barra 60 desde su punto de recogida en el interior del depósito 12 hasta el punto de su alineación con el eje longitudinal C del abastecedor y de la máquina herramienta que hay que abastecer. Este movimiento suave y silencioso se cumple, según la invención, gracias a que la barra siempre está retenida por dos generadores.

Cuando el abastecedor tiene que trabajar con barras de otro diámetro, es necesario cambiar el punto de apoyo de una barra al perno de retención, porque el eje de recogida de una barra R, que es la prolongación hacia arriba de la arista trasera vertical 28B de las correderas 28, debe estar situado por completo entre dos barras sucesivas en el interior del depósito, es decir, que este eje R debe constituir la tangente vertical común de dos barras sucesivas, ver la fig. 6A, en la que está dibujada en trazos punteados una barra 64 que tiene un gran diámetro.

En caso de barras de un diámetro mayor, la posición más alta de la tabla debe ser modificada, es decir, ser bajada, con el fin de que el eje de la barra que está situada a mayor distancia de su superficie, en comparación con una barra que tenga un diámetro menor, pueda ser alineado con el eje C. Esta posición más alta de la tabla está determinada por los topes 66 (fig. 1 y 4) que están fijados sólidamente a una tuerca (no representada) que puede desplazarse a lo largo de un tornillo sin fin (no representado) que está alojado en los manguitos cilíndricos y verticales 68; la conexión entre los topes 66 y dicha tuerca pasa por la hendidura longitudinal 69 de los manguitos 68. Al girar los tornillos sin fin en los manguitos 68, son arrastrados por un motor 70 (fig. 3) que transmite su rotación mediante una cadena 72 en las ruedas dentadas 74, fijadas al extremo inferior de los tornillos sin fin.

Cuando hay que cargar unas barras 64 que tienen un diámetro mayor que las barras 60, el motor 70 se pone en marcha y su rotación, transmitida a dichos tornillos sin fin, hace bajar simultáneamente los dos topes 66. El recorrido de la tabla 20 se hace pues un poco más corto, tocando las superficies de tope 76 de la tabla a los topes un poco antes. El operario del abastecedor regulará, haciendo girar el motor 70 en el sentido deseado, el recorrido de la tabla 20 de forma que el centro de la (nueva) barra 64 coincida con el eje C de abastecimiento.

No obstante, esta regulación no es suficiente, ya que aún hay que adaptar la inclinación del perno de retención 42 al nuevo diámetro -el de una barra 64 más gruesa- con el fin de respetar la condición enunciada anteriormente en lo referente a la tangente R (fig. 6A). En este caso, hay que aumentar la inclinación del perno 42 respecto de la vertical.

Según la invención, esta adaptación al nuevo diámetro se cumple automáticamente cuando se cambia la posición en altura de los topes 66. Con este objeto, está previsto un dispositivo de regulación (fig. 3, 4, 5) que comprende un vástago vertical 78 dispuesto básicamente en medio de los dos topes 66 y fijado a uno de los topes 66 por medio de un codo metálico 80, un tornillo de regulación precisa 82, y de un bloque de presión 84. El vástago de control 78 es guiado en el interior de la tabla 20 por dos terminales de guía 86, y el vástago se prolonga hacia arriba hasta colocarse entre dos pernos de retención centrales y cercanos 42' y 42'' (fig.5). Un pasador de control 48, ya citado anteriormente, atraviesa el vástago 78 y entra por ambas partes en el interior de la hendidura de guía 46 de esos dos pernos de retención. Cuando se modifica la posición vertical de los topes 66, por ejemplo hacia abajo para acomodar el abastecedor a unas barras más gruesas, el vástago de control 78 sigue a esta modificación y también baja; el pasador 48 arrastra entonces a los pernos 42', 42'' también hacia abajo, desplazándose simultáneamente en el interior de la hendidura de control 46. Los dos pernos 42', 42'', unidos al eje motor 38, giran a este eje motor que está alojado en los cojinetes 40, y todos los pernos de retención se disponen en una posición angular más baja, ver la fig. 6A, en la que la nueva posición del perno 42 está representada en trazos discontinuos.

La posición, la forma y la longitud de la hendidura de control 46 han sido calculadas por un ordenador con el fin de que el movimiento combinado de los topes 66, del vástago 78 y de los pernos 42, tenga siempre como resultado la condición de recogida de una barra representada en la fig. 6, es decir, la posición angular de los pernos 42 respecto del diámetro de una barra 60, 64 y la posición de la barra respecto de la vertical R. No hace falta mencionar que también se pueden obtener las propiedades de la hendidura 46 mediante una serie de pruebas sin recurrir a un ordenador.

En el presente ejemplo, el abastecedor ha sido construido para adaptarse a las barras cortas, es decir, hasta una longitud de aproximadamente 1600 mm y con un diámetro comprendido entre 6 y 120 mm.

El abastecedor según la invención también puede ser utilizado para alimentar a una máquina herramienta con barras de una sección no circular, por ejemplo cuadrada, hexagonal, octogonal, etc. Las únicas modificaciones que entonces son necesarias eventualmente son la adaptación de la forma de V de las correderas de carga (ángulo \beta), y de la inclinación del plano inclinado del depósito (ángulo \alpha). Estas dos modificaciones son relativamente fáciles y rápidas de hacer.

El abastecedor según la invención transporta las barras desde el depósito 12 hasta el eje C de la máquina herramienta sin el menor choque, evitando así una desregulación del ajuste y de los daños de su propia construcción. El choque de una barra contra los pernos de retención entre las fases 6D y 6A, es decir, en el momento de la recogida del ciclo de carga, puede atenuarse en gran medida eligiendo un ángulo \alpha del plano inclinado 14 lo más reducido posible, normalmente aproximadamente 5º. Generalmente, el ángulo \alpha se elige en función del diámetro o de la masa de las barras; es de aproximadamente 3,5º para las barras de gran diámetro y de aproximadamente 15º para las barras de poca masa y de pequeño diámetro y para las barras de sección hexagonal.

De todas formas, este segundo choque es de naturaleza más débil que el choque de una barra por encima de un tope de retención en la V de la corredera de carga en los abastecedores conocidos, y puede incluso atenuarse previendo unos frenos, conocidos de por sí, sobre el plano inclinado 14.

El abastecedor que acaba de describirse a modo de ejemplo no está limitado a esta descripción. Puede modificarse en el marco del alcance de las reivindicaciones según los conocimientos de los expertos en la materia; estas modificaciones conciernen por ejemplo a la elección de los materiales. Los cilindros neumáticos o hidráulicos 32, así como los dispositivos de regulación vertical de los topes 66 pueden ser sustituidos por otros dispositivos motores conocidos, etc. Además, no es necesario que el dispositivo de regulación de los pernos de retención esté fijado a uno de los topes 66; también puede ser accionado por separado por uno de los tornillos sin fin que giran en el interior de los manguitos 68, o bien puede tener su propio arrastre, acoplado preferentemente a la cadena 72. De todas maneras, basta con que los pernos de retención estén acoplados al dispositivo de regulación de la altura final de las correderas de carga.

En resumen, la construcción del abastecedor tal y como se ha descrito anteriormente evita cualquier choque de barras contra la corredera de carga y además mejora el rendimiento de la máquina dada la adaptación semiautomática al diámetro variable de las barras que se han de cargar.

Claims (11)

1. Abastecedor de barras cortas para máquina herramienta, que comprende (a) un dispositivo de carga de barras, que comprende (a1) una pluralidad de elementos de retención dispuestos en paralelo y alineados entre sí para retener una pluralidad de barras puestas sobre un plano inclinado, y (a2) unas correderas de carga, (b) un dispositivo de centrado de las barras según un eje de alineación respecto de la máquina herramienta, y (c) un dispositivo de avance de las barras en el interior de dicha máquina, caracterizado porque dichos elementos de retención son unos pernos (42) que tienen una forma y una posición tales que siguen reteniendo una barra (60) recogida por las correderas de carga (28) cuando éstas hacen su movimiento vertical ascendente, de tal manera que la barra (60) permanece en contacto, durante su carga, con dos generadores portadores (30A, 42B), situados una sobre dicho perno (42) y la otra sobre la corredera de carga (28), sustancialmente hasta que la barra ha alcanzado su posición final en dicho eje de alineación(C).

2. Abastecedor según la reivindicación 1, caracterizado porque los pernos de retención (42) están fijados sólidamente a un eje motor (38) dispuesto horizontalmente en el pedestal (10) del abastecedor, fuera del recorrido de las correderas de carga (28) y por debajo del depósito (12) de las barras, de tal manera que la extensión longitudinal del perno de retención (28) sea dirigido desde dicho eje motor (38), generalmente hacia el eje de alineación (C), estando dicho eje motor (38) alojado por rotación en el interior de los cojinetes (40).

3. Abastecedor según la reivindicación 2, caracterizado porque los pernos de retención (42) están fijados a unas distancias horizontales casi iguales sobre el eje motor (38), estando los dos pernos centrales (42', 42'') dispuestos a una distancia menor y conectados entre sí por unos tirantes (50).

4. Abastecedor según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque comporta unos topes (66) que limitan el movimiento ascendente vertical del dispositivo de carga, siendo la posición vertical de los topes (66) regulable en función del diámetro de las barras, estando un dispositivo de regulación de la inclinación de dichos pernos de retención (42) asociado a al menos uno de estos topes o al arrastre de la regulación vertical de los topes.

5. Abastecedor según una de las reivindicaciones 2 y 4, caracterizado porque los dos pernos centrales (42', 42'') están dispuestos a una distancia menor y están conectados entre sí por unos tirantes (50), que comportan ambos una hendidura de control oblonga (46), generalmente dirigida en el sentido de la longitud de dichos pernos (42), y por que la hendidura está unida a al menos uno de dichos topes (66) por un vástago de control (78), generalmente vertical, cuya parte inferior está unida sólidamente al tope (66) y cuya parte terminal superior, que pasa por el intersticio entre dichos dos pernos de retención centrales (42', 42''), es atravesada por un pasador (48) que sobrepasa el vástago de control y penetra en el interior de la hendidura de dichos pernos de retención.

6. Abastecedor según la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo de regulación de la inclinación de los pernos de retención, constituido por los pernos de retención (42), su hendidura de control (46) y el vástago de control (78), está dispuesto y diseñado de tal forma que la línea de contacto horizontal entre la primera barra (60) depositada sobre dicho plano inclinado (14) y la barra siguiente (62) está siempre situada en el plano formado por la arista vertical trasera (28B) de las correderas de carga (28), independientemente del diámetro de las barras.

7. Abastecedor según la reivindicación 5, caracterizado porque la posición del vástago de control respecto del tope (66) comporta una regulación precisa (tornillo 82).

8. Abastecedor según las reivindicaciones 1 y 6, caracterizado porque el ángulo de inclinación (\alpha) de dicho plano inclinado respecto de la horizontal está comprendido entre 3,5º y 15º y es preferentemente de aproximadamente 5º.

9. Abastecedor según la reivindicación 8, caracterizado porque la inclinación del plano inclinado hacia la horizontal es regulable.

10. Abastecedor según la reivindicación 1, caracterizado porque el ángulo (\beta) encerrado por las dos caras de contacto (30 A, 30B) de la corredera de carga (28) es de aproximadamente 120º.

11. Abastecedor según la reivindicación 1, caracterizado porque está adaptado a la carga de las barras que tienen un diámetro comprendido entre 6 y 120 mm.