ES2268413T3

ES2268413T3 - Dispositivo para el mecanizado de piezas de trabajo y disposicion de maquina para ello.

Info

Publication number: ES2268413T3
Application number: ES03755933T
Authority: ES
Inventors: Stefan Hansch; Peter Bielitza
Original assignee: Alfing Kessler Sondermaschinen GmbH
Current assignee: Alfing Kessler Sondermaschinen GmbH
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2007-03-16
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: DE10224577A1; EP1509360A1; MXPA04011998A; CA2488795A1; WO2003101663A1; EP1509360B1; US20050238448A1; DE50304235D1; US7318693B2; ATE332785T1

Abstract

Dispositivo (10) para el mecanizado de piezas de trabajo (12), especialmente para el mecanizado con arranque de virutas, que comprende: - un husillo (22), que está alojado en un primer extremo de un brazo basculante (24) de forma que puede desplazarse linealmente en una dirección (X) paralela al eje de rotación del husillo; - una consola (20), en la que está alojado de forma giratoria el brazo basculante (24) en su segundo extremo alrededor de un eje (X2) paralelo al eje de rotación del husillo, pudiendo desplazarse la consola (20) en una dirección (Y) que es perpendicular a la dirección de desplazamiento (X) del husillo (22) en todas las posiciones basculantes del brazo basculante (24).

Description

Dispositivo para el mecanizado de piezas de trabajo y disposición de máquina para ello.

Campo de la invención

La invención se refiere a un dispositivo para el mecanizado de piezas de trabajo, con el que las piezas de trabajo pueden someterse especialmente al mecanizado con arranque de virutas. Los dispositivos de este tipo sirven para mecanizar piezas de trabajo en un centro de mecanizado, es decir, someter la pieza de trabajo a diversas etapas de mecanizado o procesos del mecanizado, sin que deba tener lugar una transferencia de la pieza de trabajo desde una estación de mecanizado a otra. La invención se refiere además a una disposición de máquina en la que se usa un dispositivo del tipo descrito anteriormente.

Estado de la técnica

Centros de mecanizado, que pueden realizar diversas etapas de mecanizado o procesos del mecanizado en la pieza de trabajo, sin tener que recambiar la pieza de trabajo, se conocen en la técnica de acabado.

Por ejemplo, el documento DE-OS 3330942 describe una disposición con un cabeza de fresado angular giratoria y una mesa de sujeción de pieza de trabajo para que la pieza pueda colocarse en distintas posiciones de mecanizado respecto al husillo. El propio husillo está colocado de forma fija en un brazo y puede bascular junto con el brazo alrededor de un eje, que discurre de forma perpendicular al eje de rotación del husillo, de forma que el husillo puede realizar un movimiento de volcado respecto a la pieza de trabajo. Además, la pieza de trabajo puede girar alrededor de otro eje, igualmente de forma perpendicular al eje de rotación del husillo.

Del documento DE-OS19616526 se conoce una máquina herramienta para la construcción de aparatos finos, especialmente para el mecanizado de materiales ópticos para la fabricación de piezas ópticas. En este dispositivo está colocado un husillo en un brazo, de forma que el eje de rotación del husillo discurre paralelamente al brazo. El husillo puede desplazarse a lo largo del brazo y bascular junto con el brazo, es decir, bascular alrededor de un eje, que discurre de forma perpendicular al eje de giro del husillo.

Finalmente, el documento FR2528745 describe un dispositivo para el mecanizado tridimensional de piezas de trabajo. Para ello, un husillo se coloca en un elemento de tipo tambor, en el que el elemento de tipo tambor puede girar por su parte dentro de un bloque. Mediante el giro del elemento de tipo tambor se mueve el husillo, de forma que pueden alcanzarse distintas posiciones de mecanizado. Para cubrir los otros dirección espaciales, se preve un ajuste lineal en dos dirección perpendiculares entre sí. El propio husillo está estrechado proporcionalmente en el interior del elemento de tipo tambor y dispuesto con éste en el bloque, que aloja el elemento de tambor.

Representación de la invención

El objetivo de la presente invención es crear un dispositivo para el mecanizado de piezas de trabajo, especialmente para el mecanizado de piezas de trabajo con arranque de virutas, que esté construido de forma sencilla, permita una buena evacuación de virutas y presente una estructura de base resistente.

Este objetivo se alcanza con un dispositivo con las características de la reivindicación 1.

El objetivo se basa en el concepto de separar el accionamiento del espacio de virutas, de forma que es posible una buena guía de virutas y evacuación de virutas, que no perjudica el accionamiento y las guías para los movimientos de ajuste individuales. Esto se alcanza gracias a que uno de los ejes no se realiza como eje lineal habitual, sino que está previsto un movimiento de giro de una palanca, en cuyo extremo está aplicado un husillo de forma que puede desplazarse linealmente. De este modo puede aprovecharse que el extremo libre de la palanca atraviesa una zona proporcionalmente grande, es decir, puede reemplazar el movimiento lineal disponible normalmente y, al mismo tiempo, conserva la accesibilidad del husillo hacia la pieza de trabajo, puesto que el husillo está alojado en el extremo libre del brazo basculante.

Formas de realización ventajosas están caracterizadas por las reivindicaciones restantes.

Así, según una forma de realización preferente, la consola, en la que está articulada el brazo basculante, puede desplazarse en dirección vertical y el brazo basculante puede bascular alrededor de un eje horizontal, de forma que el husillo se encuentra igualmente de forma horizontal. De este modo, se evita - como sería el caso en una posición de husillo vertical - que en la pieza que se encuentra sobre la mesa en el dispositivo podrían quedar virutas. Además, en este caso, las virutas caen libremente hacia abajo en un canal de evacuación, que está previsto en la base de la máquina. Esto ofrece, especialmente, ventajas en el mecanizado en seco.

De forma ventajosa, para el desplazamiento lineal en dirección Y, que además de forma ventajosa es la dirección vertical, están dispuestos dos carriles de guía. Asimismo, los carriles de guía están configurados, preferentemente, de forma que se encuentran perpendicularmente hacia arriba desde una base de máquina y la consola se apoya en la zona de sus bordes. Esto puede conseguirse especialmente de forma ventajosa, cuando la consola es en forma de placa, de manera que las guías pueden colocarse en un lado de la placa, es decir, en una superficie de placa grande o en los lados estrechos de la placa que se oponen. En este caso, el brazo basculante se encuentra, preferentemente, en una zona central de la superficie de placa y de forma que la disposición es simétrica a un eje, que discurre de forma central entre ambos carriles de guía. Mediante esta disposición, puede conseguirse además una buena evacuación de virutas y, además, conservarse una buena accesibilidad a la pieza de trabajo. Asimismo, es posible, cubrir bien frente a virutas el eje, es decir, las guías lineales, para el ajuste en dirección Y. El concepto de cobertura puede mantenerse sencillamente, puesto que los ejes no están colocados uno sobre otro como habitualmente como ejes de desplazamiento lineal, con lo que obligatoriamente se generaría una disposición voluminosa.

El dispositivo ofrece además la ventaja de que la disposición espacial, especialmente cuando las guías lineales para el desplazamiento en dirección Y están dispuestas verticalmente, no se diferencia de las variantes normales usadas actualmente respecto a la posición de las paletas hacia el dispositivo. Además, pueden usarse paletas que se encuentran horizontalmente, de manera que al cargar pueden usarse los dispositivos de sujeción ya existentes.

De forma ventajosa, para el accionamiento del movimiento de desplazamiento lineal tanto del husillo en el brazo basculante como del movimiento de desplazamiento de la consola se usa un accionamiento directo lineal. Con la ayuda de estos accionamientos pueden conseguirse aceleraciones elevadas. De forma similar, de manera ventajosa además para el movimiento de rotación del brazo basculante puede usarse un accionamiento directo en este caso, un accionamiento circular. También de este modo pueden alcanzarse elevadas aceleraciones. De manera alternativa, también pueden usarse igualmente otras variantes de accionamiento conocidas tanto para los movimientos de ajuste lineales como también para el movimiento de basculación del brazo basculante.

Básicamente, la consola en forma de placa puede estar configurada de cualquier forma adecuada. No obstante, es ventajoso que la consola en forma de placa esté dotada de una abertura o escotadura, a través de la que pasa el husillo. La abertura o la escotadura están configuradas naturalmente de forma que la libertad de movimiento del husillo se ve perjudicada con el movimiento basculante.

De forma ventajosa, el dispositivo según la invención puede combinarse en una disposición de máquina con una mesa giratoria para la sujeción de una pieza de trabajo. En lugar de una mesa giratoria de este tipo, que puede estar realizada por ejemplo como mesa redonda NC, como alternativas también son posibles tensores giratorios con un eje A y un eje B, o tensores giratorios con un eje W y dos ejes A y ejes B asignados. Según la elección del dispositivo de sujeción de la pieza de trabajo es decir, por ejemplo, de la mesa giratoria o del tensor giratorio, puede perfeccionarse la flexibilidad del dispositivo respecto al mecanizado de piezas de trabajo.

El dispositivo según la invención puede usarse especialmente de forma ventajosa para distintas variantes de la disposición de máquina, de manera que se genera un concepto modular. Por ejemplo, con el dispositivo pueden realizarse un concepto de husillo único, un concepto de husillo doble, o un llamado concepto sincronizado, es decir, según la invención, es posible de forma alternativa usar un dispositivo libre en combinación con un disposición de sujeción de pieza de trabajo, combinar dos dispositivos con un dispositivo de sujeción de pieza de trabajo o dotar dos dispositivos de dos dispositivos de sujeción de pieza de trabajo, de forma que sea posible un mecanizado simultáneo de diversas piezas de trabajo o una pieza de trabajo de diversos lados. En el caso del concepto de doble husillo, un husillo puede realizar de forma alternativa también sólo durante un tiempo determinado un mecanizado, mientras el segundo husillo ya realiza un cambio de herramienta, de forma que los tiempos de equipamiento al cambiar de herramienta se reducen.

Si una pieza de trabajo se mecaniza al mismo tiempo con dos husillos, puede usarse de forma opcional un dispositivo de sujeción de pieza de trabajo, que permita o no un giro de la pieza de trabajo alrededor de un eje B, es decir, un eje perpendicular a los ejes de giro del husillo. Según el propósito de utilización, esto puede tener ventajas respecto a los tiempos de viruta- a- viruta. Especialmente, de este modo, para el movimiento reversible entre dos husillos no se usa un eje lineal, sino el eje circular B de la mesa giratoria. De este modo, se consigue una disposición de máquina compacta, que apoya la idea básica del dispositivo, es decir, conseguir una estructura básica muy compacta y resistente, moviendo simplemente ligeras masas, lo que conduce a elevados valores dinámicos y permite, de este modo, el uso de accionamientos directos.

Respecto al manejo de la pieza de trabajo, son ventajosas igualmente distintas variantes. Por ejemplo, puede preverse un cambiador de placas con carga manual paralela de tiempo principal o un cambiador de placas con carga por robot paralela de tiempo principal en forma de una realización de portal o brazo giratorio, que permite una carga directa con un robot en una mesa circular NC u otras variantes habituales.

También la carga de herramienta puede realizarse de forma muy compacta en el presente dispositivo, es decir, la carga de herramienta tiene lugar directamente mediante el husillo principal en el almacén de herramientas.

En resumen, mediante el dispositivo según la invención, puede conseguirse un dispositivo para el mecanizado de piezas de trabajo, que puede usarse como disposición modular y permite una estructura básica compacta y resistente, de forma que se alcanzan elevados valores dinámicos. De este modo, el dispositivo según la invención puede usarse especialmente bien para el mecanizado de metal ligero, no obstante también son concebibles posibilidades de uso en el mecanizado de fundición o acero.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describe la invención puramente a modo de ejemplo mediante las figuras adjuntas, en las que:

Figura 1 muestra la vista anterior del dispositivo según la invención;

Figura 2 muestra una vista lateral del dispositivo según la invención con mesa giratoria;

Figura 3 muestra una vista en sección transversal de la consola con brazo basculante articulado del dispositivo según la invención de la figura 1;

Figura 4 muestra una disposición de máquina con el dispositivo según la invención en realización de doble husillo; y

Figura 5 muestra una disposición de máquina con el dispositivo según la invención en disposición sincronizada.

Modos para la realización de la invención

Las figuras 1 y 2 muestran un dispositivo 10 según la invención para el mecanizado de una pieza de trabajo 1 en vista anterior o una vista lateral. El dispositivo comprende una base de máquina 14, en la que está colocada una mesa giratoria 16 para la fijación y sujeción giratoria de una pieza de trabajo 12. En la forma de realización representada en la figura 2, la mesa giratoria puede realizar un movimiento giratorio alrededor de un eje B, es decir, alrededor de un eje, que discurre de forma perpendicular al eje de rotación del husillo y en la forma de realización representada en la figura 2 discurre verticalmente. En lugar de la mesa giratoria 16 puede usarse también de forma alternativa otro dispositivo de sujeción de pieza de trabajo, por ejemplo, un tensor giratorio.

Como se desprende mejor de la figura 1, de la base de máquina 14 se elevan dos guías 18, 19, que sirven como dispositivo de desplazamiento para una consola 20 en dirección Y, es decir, en dirección de altura - profundidad en la forma de realización representada en las figuras 1 y 2. Para el desplazamiento de la consola 20 a lo largo de las guías 18, 19, se preven accionamientos lineales, para conseguir elevadas aceleraciones y, de este modo, dinámicas elevadas del dispositivo 10, de forma que la consola 20 puede moverse a lo largo de las guías 18, 19 desde la posición superior representada en la figura 1 con líneas continuas sin escalones a otras posiciones que se encuentran verticalmente debajo, para colocar el husillo 22 en distintas posiciones de mecanizado respecto a la pieza de trabajo 12. Una posición de mecanizado posible inferior se representa en la figura 1 con líneas de trazos.

En la consola 20, que como se desprende de la figura 3, está configurada como figura en forma de placa, está colocado de forma giratorio un brazo basculante 24. El brazo basculante 24 se fija preferentemente mediante un accionamiento circular en la consola 20, como se desprende mejor de la figura 3. De este modo, también pueden conseguirse dinámicas elevadas para el movimiento giratorio del brazo basculante 24 con el husillo colocado, de forma que es posible también un movimiento en dirección del eje Z (dirección derecha-izquierda en la figura 1) con elevada dinámica.

En el extremo libre del brazo basculante, que por ejemplo-como se representa en la figura 1 a 3-puede realizarse un movimiento basculante desde una primera posición de partida en aprox. 120º a una posición final y naturalmente puede constatarse igualmente en cada posición intermedia, el husillo 22 está colocado, de forma que puede desplazarse sobre las guías 26 mediante movimiento lineal paralelamente al eje de rotación de husillo, es decir, en la dirección del eje X.

Como puede desprenderse de las figuras 1 a 3, de este modo se realiza uno de los movimientos espaciales del dispositivo 10 realizados habitualmente como movimiento lineal igualmente mediante un movimiento giratorio. De este modo es posible configurar la disposición de forma compacta y, especialmente, disponer todas las guías y accionamientos separados del espacio de virutas, que se preve en la figura 1 en la zona de la base de máquina 14, es decir en la zona de la consola. De este modo, es posible proteger las guías y accionamiento frente a virutas, por ejemplo, prever cubiertas adecuadas, de forma que el dispositivo puede usarse también para el mecanizado de metal ligero sin problemas.

Asimismo, mediante la mesa de sujeción de la pieza de trabajo 16, que puede estar realizada, por ejemplo, como mesa giratoria habitual, la pieza de trabajo puede girar igualmente de forma que es necesaria una mayor flexibilidad en el mecanizado y, de este modo, son necesarios menores tiempos de reequipamiento de la pieza de trabajo.

En la figura 2 se representa además un almacén de cambio de herramienta 28, que está dispuesto de forma que las herramientas puede cambiarse directamente desde el almacén al husillo. Para ello, el husillo simplemente debe desplazarse a una posición de cambio de herramienta.

Además de la realización de husillo único representada en las figuras 1 y 2, que deben verse como realización básica, es posible también combinar dos de los dispositivos 10 según la invención en una realización de doble husillo 30. Una forma de realización de este tipo está representada en la figura 4. Asimismo, dos dispositivos 10 están dispuestos de forma simétrica oponiéndose a una mesa de sujeción de pieza de trabajo 16, que esta configurada conforme a la forma de realización representada en la figura 2 como mesa giratoria. Especialmente, la mesa de sujeción de pieza de trabajo 16 se encuentra entre ambos dispositivos 10, que están dispuestos de forma simétrica alrededor del eje B de la mesa de sujeción de pieza de trabajo, de forma que los husillos están orientados uno sobre el otro, para poder realizar un mecanizado simultaneo o alterno en la pieza de trabajo 12, que está tensada sobre la mesa de sujeción de pieza de trabajo.

Como se desprende de la figura 5, otra alternativa, una llamada unidad sincrónica puede configurarse a partir de dos dispositivos 10 y dos unidades de sujeción de pieza de trabajo, por ejemplo, dos mesas giratorias 16. El dispositivo sincrónico 40 se genera a partir de la realización de doble husillo representada en la figura 4, de forma que entre ambos dispositivos de mecanizado 10 se introduce otra mesa de sujeción de pieza de trabajo 16. Pueden mecanizarse al mismo tiempo dos piezas de trabajo independientemente entre sí en un espacio muy compacto.

El aspecto esencial de la invención se basa en que mediante la disposición compacta de los dispositivos de ajuste de husillo, es decir, dos accionamientos lineales para realizar el movimiento Y ó X, y un accionamiento giratorio para realizar el movimiento Z puede crearse una disposición compacta, que especialmente en una presentación, como se representa en las figuras 1 a 5, es decir, una presentación, en la que el eje de giro del husillo discurre de forma horizontal, permite una separación espacial entre los componentes del accionamiento y el espacio de virutas, de forma que la evacuación de virutas no se ve perjudicada, especialmente, las guías y los accionamientos. Al mismo tiempo, mediante la disposición según la invención, el dispositivo resulta compacto, de forma que deben moverse masas proporcionalmente pequeñas y, de este modo, pueden alcanzarse valores dinámicos elevados.

Claims

1. Dispositivo (10) para el mecanizado de piezas de trabajo (12), especialmente para el mecanizado con arranque de virutas, que comprende:

-: un husillo (22), que está alojado en un primer extremo de un brazo basculante (24) de forma que puede desplazarse linealmente en una dirección (X) paralela al eje de rotación del husillo;

-: una consola (20), en la que está alojado de forma giratoria el brazo basculante (24) en su segundo extremo alrededor de un eje (X2) paralelo al eje de rotación del husillo, pudiendo desplazarse la consola (20) en una dirección (Y) que es perpendicular a la dirección de desplazamiento (X) del husillo (22) en todas las posiciones basculantes del brazo basculante (24).

2. Dispositivo (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque la consola (20) puede desplazarse en dirección vertical y el brazo basculante (24) puede bascular alrededor de un eje horizontal.

3. Dispositivo (10) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque para el desplazamiento lineal de la consola (20) están previstos dos carriles de guía (18, 19) en dirección Y.

4. Dispositivo (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la consola (20) está configurada en forma de placa y el brazo basculante (24) está articulado en una zona central de la superficie de placa.

5. Dispositivo (10) según las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque los carriles de guía (18, 19) están dispuestos en zonas marginales de la consola (20) en forma de placa.

6. Dispositivo (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como accionamiento del brazo basculante (24) está previsto para el movimiento basculante un accionamiento circular, especialmente, un accionamiento direc-
to.

7. Dispositivo (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como accionamiento para el movimiento de desplazamiento del husillo (22) en el primer extremo del brazo basculante (24) y/o para el movimiento de desplazamiento de la consola (20) está previsto un accionamiento directo lineal.

8. Dispositivo (10) según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la consola (20) en forma de placa presenta una abertura (29) o una escotadura, a través de la que pasa el husillo (22).

9. Disposición de máquina que comprende un dispositivo (10) según una de las reivindicaciones precedentes y una mesa giratoria (16) para sujetar la pieza de trabajo.

10. Disposición de máquina según la reivindicación 9, caracterizada porque la mesa de giratoria (16) presenta un eje de giro (B) paralelo a la dirección de desplazamiento (Y) de la consola (20).

11. Disposición de máquina según la reivindicación 9 ó 10, que comprende otro dispositivo (10) según una de las reivindicaciones 1 a 7, estando dispuesta la mesa giratoria (16) entre el primer y el segundo dispositivo y estando orientados los husillos (22) de ambos dispositivos uno sobre el otro.

12. Disposición de máquina (40) según la reivindicación 11, que comprende una segunda mesa giratoria (16), encontrándose ambas mesas giratorias entre los dispositivos (10).