ES2257629T3 - Maquina-herramienta con husillo desplazable montado sobre una unidad de tripode. - Google Patents

Maquina-herramienta con husillo desplazable montado sobre una unidad de tripode.

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ES2257629T3
ES2257629T3 ES03025405T ES03025405T ES2257629T3 ES 2257629 T3 ES2257629 T3 ES 2257629T3 ES 03025405 T ES03025405 T ES 03025405T ES 03025405 T ES03025405 T ES 03025405T ES 2257629 T3 ES2257629 T3 ES 2257629T3
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Abstract

Máquina herramienta para el mecanizado con arranque de viruta de piezas de gran superficie colocadas en posición vertical, con - un montante desplazable (4) que se puede desplazar a lo largo de un primer eje de coordenadas sobre una bancada longitudinal (1), - una unidad de mecanizado desplazable en el montante móvil (4) a lo largo de por lo menos otros dos ejes de coordenadas, con un husillo de trabajo orientable (13), y - por lo menos un portapiezas (30, 31) que tiene aproximadamente forma de placa y que se puede girar desde una posición horizontal de preparación a una posición vertical de mecanizado, caracterizada porque - la unidad de mecanizado es una unidad de trípode con un tubo portante central (10) y tres apoyos telescópicos (14, 15 y 16) dispuestos decalados en unos ángulos de 120°, - el montante desplazable (4) presenta una estructura inferior (6) más ancha, dotada de zapatas guía, así como una parte superior (7) que se va estrechando hacia arriba en forma de tejado, - el montante desplazable (4) presenta en un alojamiento central un cojinete universal (9) para el tubo portante (10) desplazable longitudinalmente, así como en dos alojamientos inferiores y otro superior sendos cojinetes universales (21, 22 y 23) para los apoyos telescópicos (14, 15 y 16), - al final del tubo portante (10) está dispuesto un cabezal orientable (12) que puede girar alrededor del eje del tubo, para el husillo de trabajo orientable (13).

Description

Máquina-herramienta con husillo desplazable montado sobre una unidad de trípode.
La invención se refiere a una máquina herramienta para mecanizado con arranque de viruta de piezas de gran superficie colocadas en posición vertical, conforme al preámbulo de la reivindicación 1 (véase por ejemplo la patente DE-298 01 236-U).
Esta clase de máquinas herramienta o centros de mecanizado se emplean recientemente para el mecanizado por fresado y mandrinado de piezas grandes, en particular de grandes superficies, en la industria del automóvil, la construcción de aviones o similares. Por lo general le corresponden a cada máquina dos estaciones de pieza dispuestas en la parte posterior de la bancada longitudinal, una junto a la otra, y cuyos portapiezas de gran superficie se giran alternativamente desde una posición horizontal de preparación a una posición vertical de trabajo. Esto permite un régimen de producción continuo, ya que las piezas situadas en la posición vertical se pueden mecanizar y al mismo tiempo las piezas ya mecanizadas se pueden retirar del portapiezas situado en posición horizontal, o se pueden montar sobre éste piezas nuevas. Para girar el portapiezas, que esencialmente tiene forma de placa, se emplean preferentemente unos cilindros con fluido a presión suficientemente largos, que atacan por la cara posterior. La longitud de la bancada y de las guías montadas en ésta está elegida de tal manera que el montante desplazable se puede desplazar alternativamente a una y otra estación. Al mecanizar piezas de gran superficie se produce con frecuencia una cantidad extremadamente grande de viruta, debido al alto rendimiento de arranque de viruta de las unidades de mecanizado empleadas. Para proteger el entorno de la máquina contra la suciedad causada por las virutas y líquidos, las zonas de trabajo de las dos estaciones están rodeadas de una cabina de protección continua. Además, la zona de trabajo del portapiezas girado a su posición de preparación vertical está separada por medio de una puerta para evitar la polución de la estación de preparación debida a virutas volantes y líquidos. Las máquinas de este tipo utilizadas hasta ahora emplean unos montantes desplazables convencionales en los que el cabezal de fresado que forma la unidad de mecanizado está situado en un carro que se puede desplazar a lo largo de un eje de coordenadas, mientras que el husillo de trabajo puede realizar movimientos en su eje longitudinal en la unidad de mecanizado. Estas máquinas acreditadas en la práctica hace tiempo están limitadas en cuanto al aprovechamiento óptimo de los espacios de trabajo respectivos. Al mismo tiempo se han hecho ya también propuestas de máquinas herramienta del tipo antes citado concebidas conforme al principio del hexápodo, que sin embargo todavía no han encontrado su lugar en la práctica debido a problemas relativos a un posicionamiento exacto y de gran estabilidad de la herramienta durante el mecanizado.
El objetivo de la invención es el de crear una máquina herramienta conforme a la especie para el mecanizado por arranque de viruta de piezas de gran superficie colocadas en posición vertical, que con una estructura de construcción relativamente sencilla permitan el posicionamiento de precisión altamente firme incluso sometido a las solicitaciones de trabajo, de las herramientas respectivas, en un recinto de
trabajo ampliado.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención por una máquina herramienta conforme a la reivindicación 1.
El apoyo desplazable en longitud del tubo portante de alta rigidez intrínseca en el cojinete universal dispuesto aproximadamente centrado en el montante desplazable permite obtener, en combinación con el funcionamiento de los tres apoyos telescópicos, un posicionamiento firme y de alta precisión del cabezal de mecanizado o de la herramienta utilizada en el husillo de trabajo, en una posición de trabajo predeterminada. Al mismo tiempo, el principio del trípode permite aprovechar óptimamente el espacio de trabajo disponible ya que la herramienta respectiva se puede posicionar con exactitud mediante sencillos movimientos de desplazamiento de los apoyos telescópicos y del tubo portante, dentro de un campo de trabajo ampliado, incluso en las posiciones extremas. Al mismo tiempo resultan unas necesidades de espacio menores en comparación con máquinas convencionales de rendimiento comparable.
En un perfeccionamiento conveniente de la invención, la máquina herramienta puede presentar dos estaciones de preparación y trabajo alternativas, dispuestas una detrás de la otra en el eje de coordenadas X, donde cada estación presenta sendos portapiezas giratorios, y el respectivo espacio de preparación está separado de la zona de trabajo mediante una puerta móvil. Esta puerta es una puerta corrediza de una sola hoja, que se desplaza alternativamente delante del portapiezas abatido respectivo, de manera que una mitad de la zona de trabajo está separada del entorno por el portapiezas que se encuentra en posición vertical, y la otra mitad de la zona de trabajo por la puerta corrediza.
Con el fin de asegurar un desarrollo automatizado de las diferentes operaciones de mecanizado, como es usual en los modernos centros de mecanizado, la puerta corrediza se puede desplazar convenientemente mediante un accionamiento lineal programable, por ejemplo un cilindro de fluido a presión, un motor eléctrico lineal, un accionamiento por husillo, una transmisión por correa y similares.
A continuación se describe con mayor detalle un ejemplo de realización preferido de la invención, sirviéndose del dibujo en el que la máquina herramienta objeto de la invención está representada esquemáticamente en una vista oblicua en perspectiva.
La herramienta representada comprende una bancada longitudinal 1 relativamente plana, sobre cuya cara superior van montadas dos guías 2, 3. Sobre estas guías 2, 3 se puede desplazar un montante desplazable 4 mediante un accionamiento lineal -no representado- por ejemplo, un accionamiento por husillo, un motor eléctrico lineal o similares, en la dirección del eje de coordenadas X que viene dado por la extensión de las vías 2, 3. Este montante desplazable 4 tiene en una vista frontal aproximadamente la forma de una casa, y presenta una estructura inferior 6 más ancha, provista de zapatas guía 5, así como una parte superior 7 que se va estrechando hacia arriba en forma de tejado. En la zona interior del montante desplazable rodeado por las paredes exteriores hay paredes intermedias y nervios de refuerzo, de manera que se obtiene en conjunto una estructura total de alta rigidez. Aproximadamente en la parte central del montante desplazable 4 está dispuesto un cojinete universal 9 en un alojamiento 8, en el cual se aloja desplazable longitudinalmente un tubo portante 10 de rigidez intrínseca. El extremo de este tubo portante, que en el dibujo queda en la parte superior, está realizado como campana 11 que se ensancha cónicamente, en la cual va montado un cabezal orientable 12 que puede girar alrededor del eje longitudinal del tubo portante 10. Este cabezal orientable 12 forma el soporte de un husillo de trabajo 13 que además se puede girar alrededor de un eje adicional. A un lado de la campana 11 van fijadas además las partes extensibles de 3 apoyos telescópicos 14, 15 y 16, que pueden moverse alrededor de varios ejes, y que disponen cada uno de un accionamiento lineal 17, 18 y 20, por ejemplo, hidráulico. Estos tres apoyos telescópicos están dispuestos decalados en un ángulo de respectivamente 120º respecto al eje longitudinal del tubo portante 10, y apoyan, respectivamente, en un cojinete universal 21, 22 y 23 en el montante desplazable 4. La disposición representada a base de un apoyo telescópico superior 14 y dos inferiores 15, 16 repercute favorablemente en la estabilidad total de la unidad de mecanizado.
La máquina herramienta representada contiene dos estaciones de trabajo o preparación, respectivamente, I y II, cada con un portapiezas 30, 31 en forma de placa, que están posicionados uno junto al otro en la parte posterior de la bancada longitudinal 1. Los dos portapiezas 30 se pueden girar independientemente entre una posición horizontal y una posición vertical. En el estado representado, el portapiezas 30 de la estación I se encuentra en su posición horizontal, en la que descansa sobre una estructura inferior 32. En esta estructura inferior 32 se encuentran, para cada portapiezas 30 y 31 sendos cilindros de fluido a presión, no representados, cuyo émbolo ataca en la cara posterior del portapiezas respectivo para girarlo desde la posición horizontal a la vertical, y viceversa. Entre la zona de trabajo de la unidad de mecanizado que se extiende casi en toda la longitud de la bancada longitudinal 1, y la estación de preparación alternativa I o II, en la que el portapiezas correspondiente se encuentra en su posición horizontal, está dispuesta una puerta corrediza 35 que se puede desplazar a lo largo de unos carriles longitudinales superiores e inferiores -no representados- 36, mediante un accionamiento lineal tampoco representado. En esta puerta corrediza 35 hay unas ventanas de observación 37.
Para mecanizar una pieza amarrada sobre el portapiezas 31, que se encuentra en su posición de trabajo vertical, el montante desplazable 4 se desplaza hacia la derecha sobre las guías 2, 3, de manera que la unidad de mecanizado que contiene el husillo de trabajo 13 se encuentre delante de la pieza amarrada sobre el portapiezas 31. El concepto de trípode permite, en combinación con la fijación giratoria del cabezal orientable 12 y el apoyo giratorio del husillo de trabajo del cabezal de fresado 13, posicionar la pieza respectiva también delante de las zonas de las esquinas extremas del portapiezas 31, para lo cual la herramienta amarrada en el husillo de trabajo 13 puede adoptar cualesquiera posiciones angulares en el espacio. La elevada rigidez inherente del tubo portante 11 y su apoyo mediante los tres apoyos telescópicos 14, 15 y 16 garantiza además un posicionamiento exacto y robusto del cabezal del husillo 13, de manera que se pueden obtener altos rendimientos de arranque de viruta manteniendo al mismo tiempo tolerancias reducidas.
Después del proceso de mecanizado de la pieza amarrada en el portapiezas 31, se vuelve a girar el portapiezas 31 a su posición horizontal mediante su accionamiento de posicionamiento situado en la parte posterior. El espacio libre resultante se cierra desplazando hacia la derecha la puerta 35. A continuación se puede girar el portapiezas 30, equipado con la pieza nueva, desde su posición horizontal representada a una posición vertical de mecanizado, y después de efectuar un movimiento de desplazamiento del montante desplazable 4 a la posición, representada en el dibujo, se puede iniciar el mecanizado de la nueva pieza. También en este caso el espacio de mecanizado anterior está separado del espacio de preparación de la parte posterior, por una parte, por la puerta corrediza 35 que entonces ha sido desplazada y por otra, por el portapiezas 30 que se encuentra en posición vertical.
Una ventaja especial de la máquina herramienta representada está relacionada con el tratamiento o eliminación de las virutas que durante el trabajo anterior se producen en cantidades considerables y que junto con los líquidos aportados caen en una cubeta alargada 24, prevista debajo del espacio de trabajo, que tiene la forma de una artesa en punta en cuya parte del fondo está dispuesto un transportador de virutas convencional.
La invención no se limita al ejemplo de realización representado en el dibujo. Así, por ejemplo, en lugar de las dos guías 2, 3 dispuestas en un plano horizontal, la bancada longitudinal también puede estar realizada de tal manera que el montante desplazable se apoye en un plano inclinado, estando la guía anterior 2 a un nivel más alto que la guía posterior 3. Finalmente es posible que en la parte extrema ensanchada del tubo portante se monte también un cabezal de fresado de otro tipo, que permita orientar el husillo del portapiezas 13 a distintas posiciones angulares en el espacio. Para el mecanizado de piezas, con una extensión longitudinal extremada, se puede abandonar el concepto de las dos estaciones y en lugar de los dos portapiezas 30, 31 independientes utilizar un único portapiezas continuo, donde en este caso no existe la puerta corrediza 35.

Claims (5)

1. Máquina herramienta para el mecanizado con arranque de viruta de piezas de gran superficie colocadas en posición vertical, con
-
un montante desplazable (4) que se puede desplazar a lo largo de un primer eje de coordenadas sobre una bancada longitudinal (1),
-
una unidad de mecanizado desplazable en el montante móvil (4) a lo largo de por lo menos otros dos ejes de coordenadas, con un husillo de trabajo orientable (13), y
-
por lo menos un portapiezas (30, 31) que tiene aproximadamente forma de placa y que se puede girar desde una posición horizontal de preparación a una posición vertical de mecanizado,
caracterizada porque
-
la unidad de mecanizado es una unidad de trípode con un tubo portante central (10) y tres apoyos telescópicos (14, 15 y 16) dispuestos decalados en unos ángulos de 120º,
-
el montante desplazable (4) presenta una estructura inferior (6) más ancha, dotada de zapatas guía, así como una parte superior (7) que se va estrechando hacia arriba en forma de tejado,
-
el montante desplazable (4) presenta en un alojamiento central un cojinete universal (9) para el tubo portante (10) desplazable longitudinalmente, así como en dos alojamientos inferiores y otro superior sendos cojinetes universales (21, 22 y 23) para los apoyos telescópicos (14, 15 y 16),
-
al final del tubo portante (10) está dispuesto un cabezal orientable (12) que puede girar alrededor del eje del tubo, para el husillo de trabajo orientable (13).
2. Máquina herramienta según la reivindicación 1, caracterizada porque el montante desplazable (4) se puede desplazar sobre la bancada longitudinal (1) mediante un motor eléctrico lineal.
3. Máquina herramienta según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el cabezal orientable (12) va montado giratorio en el interior de una campana (11) formada en el extremo del tubo portante (10), formando el soporte para el husillo de trabajo (13) que puede orientarse alrededor de un eje adicional.
4. Máquina herramienta según la reivindicación 3, caracterizada porque lateralmente en la campana (11) van fijadas móviles las partes extensibles hidráulicamente de los tres apoyos telescópicos (14, 15 y 16).
5. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque detrás de la bancada longitudinal (1) están dispuestas dos estaciones de preparación y trabajo (I y II) que presentan, respectivamente, un portapiezas (30, 31) giratorio en forma de placa y porque el espacio de preparación respectivo está separado de la zona de trabajo por una puerta corrediza (35) de una sola pieza, que se puede desplazar alternativamente delante del portapiezas (30, 31) abatido a su posición de preparación horizontal.
ES03025405T 2002-11-13 2003-11-05 Maquina-herramienta con husillo desplazable montado sobre una unidad de tripode. Expired - Lifetime ES2257629T3 (es)

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