ES2277698B1 - SYSTEM FOR MACHINING LAMINARY PANELS. - Google Patents
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Abstract
Sistema para mecanizado de paneles laminares, formado por un conjunto (1) compuesto por dos elementos (2 y 3) que se disponen correspondientemente contrapuestos por un lado y otro del panel a mecanizar, comportando uno de ellos (2) a la herramienta de mecanizado, en tanto que el otro (3) hace de sufridera resistente respecto de los puntos de mecanizado, incorporando este segundo elemento (3) un medidor (7) del grosor del panel que gobierna la actuación de la herramienta sobre la zona de mecanizado.System for machining laminar panels, consisting of a set (1) composed of two elements (2 and 3) that are arranged correspondingly on one side and another of the panel to be machined, one of them (2) leading to the machining tool , while the other (3) acts as a resistant cross-section with respect to the machining points, this second element (3) incorporating a gauge (7) of the thickness of the panel that governs the action of the tool on the machining area.
Description
Sistema para mecanizado de paneles laminares.Panel machining system laminar
La presente invención está relacionada con el fresado de paneles laminares de grandes dimensiones y pequeño espesor, proponiendo un sistema que permite realizar en condiciones de aplicación ventajosas un fresado mecánico, para eliminar material sobrante de dichos paneles a efectos de reducir el peso de los mismos.The present invention is related to the milling of large and small laminar panels thickness, proposing a system that allows to perform in conditions of advantageous application a mechanical milling, to eliminate excess material of said panels in order to reduce the weight of the same.
En la construcción de aeronaves se emplean grandes paneles, con los cuales se realiza el cubrimiento de la formación constructiva del conjunto estructural, de manera que, dado el requerimiento de que la construcción resulte de un mínimo peso, ya que este es un factor fundamental en el campo de la aeronáutica, los paneles de construcción deben combinarse con un grosor que aporte la resistencia necesaria, pero que a su vez sea el mínimo posible en cada parte, para que el peso sea reducido.In the construction of aircraft are used large panels, with which the covering of the constructive formation of the structural ensemble, so that, given the requirement that the construction result from a minimum weight, since this is a fundamental factor in the field of aeronautical, construction panels must be combined with a thickness that provides the necessary resistance, but which in turn is the minimum possible in each part, so that the weight is reduced.
Ahora bien, el cubrimiento de construcción de las aeronaves no tiene un grosor uniforme, puesto que hay zonas que al requerir mayor resistencia precisan de mayor grosor, como son por ejemplo los cercos de las aberturas destinadas para puertas y ventanas, así como todas aquellas zonas destinadas para establecer amarres estructurales, por lo cual los paneles de los recubrimientos se fabrican de un grosor que corresponde al de las zonas de mayor grosor requerido, eliminando luego el material sobrante de las zonas que no precisan de tanto grosor.Now the construction covering of the aircraft does not have a uniform thickness, since there are areas that when requiring greater resistance they need of greater thickness, like they are for example the fences of the openings destined for doors and windows, as well as all those areas destined for establish structural moorings, whereby the panels of the coatings are manufactured of a thickness corresponding to that of the thicker areas required, then removing the material leftover from areas that do not require such thickness.
Para rebajar el grosor de los paneles en las zonas donde el grosor requerido es menor que el de fabricación, existe un método de fresado químico y un método de fresado mecánico.To reduce the thickness of the panels in the areas where the required thickness is less than manufacturing, there is a chemical milling method and a milling method mechanic.
El fresado químico consiste en recubrir las zonas del panel que deban ser más gruesas con un material antidecapante, de manera que introduciendo luego el panel en ácido, se corroen las zonas que no se hallan recubiertas, logrando de este modo la reducción del grosor en dichas zonas. Este método presenta el inconveniente que implica la necesidad de utilizar gran cantidad de producto químico, así como la gran cantidad de residuos contaminantes que se generan.Chemical milling consists in coating the areas of the panel that should be thicker with a material antidecapante, so that then introducing the panel in acid, corroded areas that are not covered, achieving this mode reducing the thickness in these areas. This method presents the inconvenience of the need to use large amount of chemical, as well as the large amount of waste pollutants that are generated.
El fresado mecánico no tiene esos inconvenientes, pero debido al reducido grosor de los paneles a mecanizar y la fuerza que tiene que ejerce el cabezal de mecanizado sobre ellos, se producen deformaciones en las zonas que se mecanizan.Mechanical milling does not have those inconveniences, but due to the reduced thickness of the panels to machining and the force that the machining head has to exert on them, deformations occur in the areas that are mechanize
De acuerdo con la presente invención se propone un sistema para realizar mediante fresado mecánico la reducción de grosor de paneles laminares en zonas determinadas de los mismos, desarrollándose dicho sistema según una realización constructiva que aporta características funcionales muy ventajosas para su aplicación, superando los inconvenientes que plantean las soluciones convencionales de la misma función.In accordance with the present invention it is proposed a system to perform by mechanical milling the reduction of thickness of laminar panels in certain areas thereof, said system being developed according to a constructive embodiment which provides very advantageous functional characteristics for your application, overcoming the inconveniences posed by Conventional solutions of the same function.
Este sistema objeto de la invención incluye un cabezal que consta de dos cuerpos, uno de ellos, denominado pisón, que comporta a la herramienta de mecanizado, y el otro, denominado empujador, que hace de sufridera resistente respecto del punto en el que se realiza el mecanizado.This system object of the invention includes a head consisting of two bodies, one of them, called tamper, which involves the machining tool, and the other, called pusher, which makes a sturdy sufridera with respect to the point in which is the machining.
El pisón consta de un conjunto telescópico elástico, destinado para apoyar de forma flotante sobre la superficie a mecanizar y adaptarse al relieve de la misma, permitiendo realizar un desplazamiento rodante sobre la superficie de mecanizado, para lo cual frontalmente incorpora unas bolas, mediante las que se establece el apoyo sobre la superficie de la pieza.The tamper consists of a telescopic assembly elastic, intended to floatly rest on the surface to be machined and adapted to the relief of it, allowing to make a rolling movement on the surface machining, for which frontally incorporates some balls, through which support is established on the surface of the piece.
El empujador incorpora por su parte un sistema de medida, mediante el cual se determina el grosor de la zona de mecanizado, para gobernar a través de un control automático la actuación de la herramienta de mecanizado en función de una programación; pudiendo incorporar este elemento a su vez en el extremo frontal unas bolas, o determinar un frente plano, para deslizar correlativamente con el pisón sobre la pieza.The pusher incorporates a system of measurement, by which the thickness of the area of machining, to govern through an automatic control the machining tool performance based on a programming; being able to incorporate this element in turn in the front end some balls, or determine a flat front, to slide correlatively with the tamper on the piece.
Los movimientos del pisón y del empujador van sincronizados, de forma que el empujador sigue los movimientos del pisón manteniéndose en posición contrapuesta a éste en todo momento, de forma que establece un apoyo resistente justo en el punto sobre el que se realiza el mecanizado, lo cual evita que se produzcan deformaciones de la zona que se mecaniza.The movements of the ram and the pusher go synchronized, so that the pusher follows the movements of the tamper staying in a position opposed to it in all moment, so that it establishes a tough support right in the point on which the machining is performed, which prevents produce deformations of the area that is machined.
Dicho sistema objeto de la invención resulta por lo tanto de unas características constructivas y funcionales realmente ventajosas adquiriendo vida propia y carácter preferente frente a las soluciones convencionales de su misma aplicación.Said system object of the invention results in therefore of constructive and functional characteristics really advantageous acquiring own life and preferential character compared to conventional solutions of the same application.
La figura 1 muestra una perspectiva del conjunto del cabezal del sistema objeto de la invención, apreciándose el frente del elemento empujador.Figure 1 shows a perspective of the whole of the head of the system object of the invention, the front of the pusher element.
La figura 2 es una perspectiva del mismo
conjunto del cabezal del sistema, apreciándose el frente del pisón
que incorpora a la herramienta de mecani-
zado.Figure 2 is a perspective of the same set of the system head, showing the front of the ram that incorporates the machine tool
Zado.
Las figuras 3, 4, 5 muestran en vista lateral tres posiciones del cabezal en la disposición de funcionamiento.Figures 3, 4, 5 show in side view three head positions in the arrangement of functioning.
La figura 6 es una vista de la disposición del cabezal en la fase de posicionamiento previo para el mecanizado.Figure 6 is a view of the arrangement of the spindle in the pre-positioning phase for the machining
La figura 7 es una vista de la disposición del cabezal con el elemento empujador situado en la posición de apoyo sobre el panel a mecanizar y el pisón elevado.Figure 7 is a view of the arrangement of the head with the pusher element located in the support position on the panel to be machined and the raised ram.
La figura 8 es una vista de la disposición del cabezal con el pisón y el empujador apoyados sobre el panel a mecanizar, antes de la acción del mecanizado.Figure 8 is a view of the arrangement of the head with the ram and the pusher resting on the panel a mechanize, before the machining action.
La figura 9 es una vista de la disposición del cabezal en la posición de la acción del mecanizado.Figure 9 is a view of the arrangement of the spindle in the machining action position.
La figura 10 muestra en perspectiva la realización práctica de una instalación de mecanizado provista con el sistema objeto de la invención.Figure 10 shows in perspective the practical realization of a machining facility provided with the system object of the invention.
La figura 11 es una parte de la instalación de la figura anterior con el elemento empujador del cabezal en fase de posicionamiento para el mecanizado.Figure 11 is a part of the installation of the previous figure with the head pusher element in phase of positioning for machining.
La figura 12 es una perspectiva como la anterior con el elemento empujador del cabezal desplazado a la zona de mecanizado.Figure 12 is a perspective like the previous one with the head pusher element moved to the area of machining
La figura 13 muestra una perspectiva de la instalación de la figura 10, con el elemento empujador del cabezal dispuesto en la zona de mecanizado.Figure 13 shows a perspective of the installation of figure 10, with the head pusher element arranged in the machining area.
La figura 14 muestra un ejemplo de realización del cabezal del sistema preconizado con un pisón provisto con sensor de altura.Figure 14 shows an example of embodiment of the system head recommended with a ram fitted with height sensor
Las figuras 15 y 16 son sendos ejemplos de realización práctica del empujador componente del cabezal del sistema, según una realización para apoyo por rodadura y según una realización para apoyo deslizante, respectivamente.Figures 15 and 16 are two examples of practical implementation of the pusher component of the head of the system, according to an embodiment for rolling support and according to a realization for sliding support, respectively.
El objeto de la presente invención se refiere a un sistema destinado para operaciones de mecanizado sobre paneles laminares de poco grosor, tales como los que se emplean en las construcciones aeronáuticas, comprendiendo un cabezal que consta de dos elementos contrapuestos, los cuales permiten realizar operaciones de mecanizado sobre paneles laminares sin que éstos sufran deformación.The object of the present invention relates to a system intended for machining operations on panels thin sheets, such as those used in aeronautical constructions, comprising a head consisting of two opposing elements, which allow to perform machining operations on laminar panels without these They suffer deformation.
El conjunto (1) del cabezal del sistema consta de dos elementos contrapuestos (2 y 3), uno de ellos (2), denominado pisón, en funciones de elemento operativo del mecanizado, y el otro (3), denominado empujador, en funciones de sufridera respecto del punto en el que se realiza el mecanizado, de manera que ambos elementos permanecen siempre contrapuestos, moviéndose de forma sincronizada respecto de la pieza a mecanizar.The set (1) of the system head consists of two opposing elements (2 and 3), one of them (2), called tamper, depending on the operating element of the machining, and the other (3), called pusher, acting as will suffer with respect to the point at which the machining is performed, of so that both elements always remain opposed, moving synchronously with respect to the piece to mechanize.
El pisón (2) se incorpora sobre un soporte transportador, que puede ir dispuesto por ejemplo en un pórtico (4), con posibilidad de movimiento longitudinal, transversal, vertical y angular, para la situación respecto de los puntos de trabajo y la operación de los mecanizados a realizar sobre las piezas (5) de aplicación, según se desprende de las figuras 10 y 12.The tamper (2) is incorporated on a support conveyor, which can be arranged for example on a porch (4), with the possibility of longitudinal, transverse movement, vertical and angular, for the situation regarding the points of work and operation of the machining to perform on the application parts (5), as shown in figures 10 and 12.
Dicho pisón (2) se compone de un conjunto
formado por una base (2.1) axialmente fija y un extremo (2.2)
axialmente móvil, los cuales van unidos en un acoplamiento
telescópico con muelles intermedios a modo de un amortiguador,
incorporando el extremo móvil (2.2) en la parte frontal unas bolas
(2.3), mientras que en el centro se halla definido un alojamiento
en el que se dispone la herramienta (6) para el mecanizado a
realizar, según se observa en la figura
2.Said ram (2) is composed of an assembly formed by an axially fixed base (2.1) and an axially movable end (2.2), which are joined in a telescopic coupling with intermediate springs as a shock absorber, incorporating the movable end ( 2.2) in the front part some balls (2.3), while in the center a housing is defined in which the tool (6) for the machining to be performed is arranged, as shown in the figure
2.
Según una realización práctica, conforme la figura 14, entre la base fija (2.1) y el extremo móvil (2.2) del mencionado conjunto del pisón (2), se dispone un sensor de altura (2.4), el cual detecta durante el uso del cabezal la posición del extremo móvil (2.2), lo cual permite proceder con seguridad en la aproximación del cabezal al panel (5) a mecanizar y el inicio del mecanizado, evitando que se profundice en exceso y pueda ocasionarse la rotura, del panel (5), para lo cual la señal del sensor (2.4) se envía a un control automático que comanda la posición de la herramienta (6) respecto de la superficie de trabajo.According to a practical embodiment, according to the Figure 14, between the fixed base (2.1) and the movable end (2.2) of the mentioned tamper assembly (2), a height sensor is arranged (2.4), which detects the position of the head during use of the head mobile end (2.2), which allows to proceed safely in the Approximation of the head to the panel (5) to be machined and the start of machining, preventing it from deepening excessively and can breakage of the panel (5), for which the signal from the sensor (2.4) is sent to an automatic control that commands the position of the tool (6) with respect to the surface of job.
El empujador (3), como se observa en la figura 1, consta por su parte de un conjunto formado por dos casquetes (3.1 y 3.2), los cuales van acoplados formando un juego de doble rótula, mientras que en la parte extrema determina un frente de apoyo, incorporando en el centro un elemento (7) de medida que es capaz de determinar el grosor de los paneles (5) de aplicación del mecanizado. En su realización práctica este elemento empujador (3), puede adoptar diferentes configuraciones, por ejemplo como muestran las figuras 15 y 16, incorporando en el frente bolas (3.3) para establecer apoyo de rodadura, como en las figuras 1 y 15, o bien determinando un frente plano para establecer apoyo deslizante de fricción, como en la figura 16.The pusher (3), as seen in the figure 1, consisting of a set consisting of two caps (3.1 and 3.2), which are coupled forming a double game patella, while in the extreme part determines a front of support, incorporating in the center an element (7) of measurement that is capable of determining the thickness of the panels (5) of application of the machining In its practical realization this pusher element (3), You can adopt different settings, for example as shown Figures 15 and 16, incorporating balls (3.3) on the front for set rolling support, as in figures 1 and 15, or determining a flat front to establish sliding support of friction, as in figure 16.
Con ello así, en la operación práctica de realización del mecanizado, como muestra la secuencia de las figuras 6 a 9, el panel (5) de aplicación se dispone apoyado sobre el empujador (3) y entonces se lleva el pisón (2) a apoyar a su vez sobre el panel (5) para realizar el mecanizado que corresponda.With this, in the practical operation of machining, as shown in the sequence of Figures 6 to 9, the application panel (5) is supported on the pusher (3) and then takes the tamper (2) to support in turn on the panel (5) to perform the corresponding machining.
En dicha acción, debido a la disposición contrapuesta del empujador (3) y el pisón (2), el esfuerzo que es necesario ejercer para realizar el I mecanizado no produce deformación del panel (5), ya que dicho esfuerzo es absorbido por el empujador (3) que hace de sufridera resistente.In such action, due to the provision opposite of the pusher (3) and the ram (2), the effort that is necessary to exercise to perform the machining I does not produce deformation of the panel (5), since said stress is absorbed by the pusher (3) that makes a sturdy sufridera.
El pisón (2) establece además un apoyo elástico sobre el panel (5), debido a su estructuración telescópica, manteniendo un contacto flotante respecto de la superficie del panel (5), sobre la cual se puede desplazar en deslizamiento de rodadura merced a las bolas (2.3); en tanto que el empujador (3) mantiene un apoyo sobre la otra cara del panel (5), permitiendo absorber los esfuerzos del mecanizado, a la vez que el elemento (7) del mismo efectúa una medida constante del grosor del panel (5), emitiendo señales para gobernar mediante un control automático la actuación de la herramienta (6) del pisón (2), para que el mecanizado se realice de acuerdo con un programa preestablecido.The tamper (2) also establishes an elastic support on the panel (5), due to its telescopic structuring, maintaining a floating contact with respect to the surface of the panel (5), on which it can move in sliding of rolling thanks to the balls (2.3); while the pusher (3) maintains a support on the other side of the panel (5), allowing absorb machining efforts, while the element (7) from it it makes a constant measurement of the thickness of the panel (5), issuing signals to govern by automatic control the actuation of the tool (6) of the tamper (2), so that the machining is done according to a program preset
El pisón (2) y el empujador (3) van relacionados de un modo sincronizado en la actuación de sus movimientos con respecto al panel (5) de aplicación, de manera que ambos se desplazan conjuntamente en todos los movimientos de situación respecto de los puntos de mecanizado, manteniéndose constantemente enfrentados por una y otra parte del panel (5).The tamper (2) and the pusher (3) are related in a synchronized way in the performance of their movements with with respect to the application panel (5), so that both are move together in all situation movements regarding the machining points, constantly staying faced by both sides of the panel (5).
La doble rótula de configuración del conjunto estructural del empujador (3), permite la adaptación de dicho elemento empujador (3) en cada zona del panel (5) que se haya de mecanizar, como muestran las figuras 3 a 5, con lo cual las funciones de sufridera resistente en el mecanizado y de medida del grosor del panel (5) en la zona que se mecaniza, resultan de una total precisión.The double ball joint configuration structural of the pusher (3), allows the adaptation of said pusher element (3) in each area of the panel (5) to be machining, as shown in figures 3 to 5, which Functions of resistant bearing in machining and measuring panel thickness (5) in the area that is machined, result from a total accuracy
El funcionamiento del cabezal (1) se encuentra comandado por un sistema computerizado, de forma que en función de los datos de grosor recogidos por el empujador (3) y de los parámetros relativos a la pieza final según la programación establecida, se realiza el mecanizado del panel (5) de aplicación, posicionándose, en primer lugar, el pisón (2) y el empujador (3) respecto de la zona a mecanizar, como muestra la figura 6, estableciendo después el empujador (3) apoyo sobre el panel (5), como muestra la figura 7, y a continuación el pisón (2) se coloca a su vez en apoyo sobre el panel (5), como muestra la figura 8, para finalmente realizarse el mecanizado, como muestra la figura 9.The operation of the head (1) is commanded by a computerized system, so that depending on the thickness data collected by the pusher (3) and the parameters related to the final piece according to the programming established, the machining of the application panel (5) is performed, positioning, first, the ram (2) and the pusher (3) with respect to the area to be machined, as shown in figure 6, then setting the pusher (3) support on the panel (5), as shown in figure 7, and then the ram (2) is placed at turn in support on the panel (5), as shown in figure 8, to finally machining, as shown in figure 9.
En una realización práctica el conjunto del cabezal (1) se prevé en montaje respecto de un centro de mecanizado provisto con una instalación de soporte multiflexible (8), como el que se observa en las figuras 10 y 13, comprendiendo dicha instalación de soporte una serie de módulos (8.1) que incorporan columnas telescópicas (8.2) provistas en su extremo con un sustentador de apoyo de los paneles (5) a mecanizar, de modo que entre las múltiples columnas telescópicas (8.2) se define en cada caso un conjunto de apoyo según las formas del panel (5) de aplicación.In a practical embodiment the set of spindle (1) is provided for assembly with respect to a machining center provided with a multi-flexible support installation (8), such as the which can be seen in figures 10 and 13, said said support installation a series of modules (8.1) that incorporate telescopic columns (8.2) provided at its end with a support panel support (5) to be machined, so that between the multiple telescopic columns (8.2) defined in each case a support set according to the shapes of the panel (5) of application.
En tal caso el empujador (3) del conjunto del cabezal (1) debe de incorporarse en la instalación de forma que pueda acceder a los puntos de mecanizado, para su función, librando la sustentación del panel (5) a mecanizar, para lo cual dicho empujador (3) puede ir, por ejemplo, en un soporte móvil (9) de desplazamiento longitudinal, sobre el cual pueda moverse en sentido transversal, de forma que para posicionarse en las zonas de mecanizado, las columnas (8.2) que se hallan en el recorrido por donde el soporte (9) debe pasar descienden para dejar libre el paso, como representa la figura 11, volviendo después dichas columnas (8.2) a su posición anterior, como representa la figura 12, quedando entonces la instalación en disposición para efectuar el mecanizado, como representa la figura 13.In this case the pusher (3) of the assembly of the head (1) must be incorporated into the installation so that can access the machining points, for its function, ridding the support of the panel (5) to be machined, for which said pusher (3) can go, for example, on a mobile support (9) of longitudinal displacement, over which it can move in the direction transverse, so that to position itself in the areas of machining, the columns (8.2) that are in the path where the support (9) must pass descend to free the step, as shown in figure 11, then returning said columns (8.2) to their previous position, as shown in the figure 12, the installation being then ready to carry out machining, as shown in figure 13.
La disposición mencionada no es sin embargo limitativa, pudiendo establecerse otras soluciones, como por ejemplo la incorporación del empujador (3) en un soporte lateral susceptible de movimientos en sentido longitudinal y en sentido transversal, con lo cual no sería necesario el replegado de ninguna de las columnas (8.2), sino únicamente el desplazamiento del soporte móvil con el empujador (3) recogido sobre él, en los recorridos necesarios.The provision mentioned is not however limiting, being able to establish other solutions, as per example the incorporation of the pusher (3) in a lateral support susceptible of movements in the longitudinal direction and in the direction transverse, which would not require the refolding of any of the columns (8.2), but only the displacement of the mobile support with the pusher (3) collected on it, in the necessary tours.
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| ES2277698A1 (en) | 2007-07-16 |
| ES2263324B1 (en) | 2007-11-01 |
| ES2263324A1 (en) | 2006-12-01 |
| ES2263327B1 (en) | 2007-11-01 |
| ES2263327A1 (en) | 2006-12-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20070716 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2277698B1 Country of ref document: ES |
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