ES2281575T3 - Mortajadora por generacion y procedimiento de operacion de la misma. - Google Patents

Abstract

Mortajadora por generación para la producción y/o mecanizado de ruedas dentadas con una mesa rotatoria a motor de la máquina (14) para la incorporación de la pieza de trabajo (12), un husillo mortajador (36) con una herramienta (44) fijada a él, preferentemente una rueda mortajadora, desplazable en un movimiento selectivo de avance y un movimiento superpuesto de rotación, pudiendo registrarse la posición de avance con un primer dispositivo de medida (30) dispuesto en el mecanismo elevador (18), caracterizada porque el movimiento superpuesto de rotación del husillo mortajador (36) puede generarse a través de un impulso directo de rotación (42) y que en la zona del husillo mortajador (36) se dispone un segundo dispositivo de medida (46), que es un dispositivo de medida de la longitud, que detecta la desviación de la posición actual de avance del husillo mortajador (36) de la posición de avance deseada del husillo mortajador (36), para la detección de desviaciones respecto a su trayectoria demovimiento especificada anteriormente.

Description

Mortajadora por generación y procedimiento de operación de la misma.

La presente invención hace referencia a una mortajadora por generación para la producción y/o mecanizado de ruedas dentadas con una mesa rotatoria a motor de la máquina para la incorporación de la pieza de trabajo y un husillo mortajador con una herramienta fijada a él, por ejemplo una rueda mortajadora, desplazable en un movimiento selectivo de avance y un movimiento superpuesto de rotación, pudiendo registrarse la posición de avance con un primer dispositivo de medida dispuesto en el mecanismo elevador.

En estas mortajadoras por generación, la pieza de trabajo a mecanizar y la herramienta mortajadora efectúan un movimiento de giro durante la elaboración y/o mecanizado de ruedas dentadas. Los ejes de giro de la pieza de trabajo y de la rueda mortajadora dispuesta en el husillo mortajador, se disponen preferentemente paralelos uno respecto al otro durante la elaboración de piezas de trabajo cilíndricas. Al giro de la herramienta mortajadora, es decir de la rueda mortajadora, se le superpone preferentemente, en este contexto, un movimiento rectilíneo de avance en la dirección del eje de la herramienta para la reducción de la tensión.

Si las ruedas dentadas se fabrican con dentado recto, la pieza de trabajo y la herramienta mortajadora se giran en la misma medida. Si, por contraste, las ruedas dentadas tuvieran que fabricarse con dentado inclinado, se tiene verificar, dependiendo del ángulo de inclinación del dentado, un giro adicional más o menos fuerte de la rueda mortajadora. La rueda mortajadora tiene que desempeñar, además de la rotación de rodadura, un movimiento helicoidal oscilante. Este movimiento helicoidal oscilante del husillo mortajador se fuerza, en la ejecución conforme al estado actual de la técnica, mediante una guía por tornillo. En el caso de mortajadoras por generación de diseño más antiguo, éstas guías por tornillo se implementan como guías convencionales de deslizamiento. Las mortajadoras modernas que funcionan rápidamente están equipadas, en cambio, con guías colocadas hidrostáticamente. Estas se encuentran, sin embargo, considerablemente libres de desgaste y son de marcha fácil, ya que se suprime la fricción mecánica. Todas las guías por tornillo presentan, no obstante, el inconveniente, de que con ellas sólo pueden obtenerse determinados ángulos de inclinación en la rueda dentada a fabricar. Las mortajadoras por generación corrientes están equipadas con una guía fija por tornillo. Aquí se origina la siguiente regularidad para el ángulo de inclinación obtenible en la rueda dentada:

sen \beta = \frac{m_{n} \cdot \pi \cdot z_{0}}{p_{z0}}

En este sentido, \beta es el ángulo de inclinación, z_{0} el número de dientes de la rueda mortajadora, m_{n} el módulo normal y p_{z0} la altura de avance de la guía por tornillo.

De esto se deduce, que el ángulo de inclinación \beta puede variarse en la pieza de trabajo sólo en el rango entre el menor y el mayor número posible de dientes de la herramienta mortajadora. Además de este inconveniente toda la correa motriz tiene aún, adicionalmente, holgura. Por otra parte, puede deformarse elásticamente. En el pasado se emprendieron ya diversos intentos de proporcionar, en vez de guías por tornillo, transmisiones más flexibles para el movimiento de rotación de la rueda mortajadora. Se han propuesto diversas soluciones, que, por otra parte, no han conducido, en consecuencia, a ninguna productividad y calidad del dentado satisfactorias.

Gracias a la DE 33 14 524 A se conoce, además, una mortajadora por generación para el mecanizado de ruedas dentadas con una mesa rotatoria a motor de la máquina para la incorporación de la pieza de trabajo y un husillo mortajador con una rueda mortajadora fijada a él, desplazable en un movimiento selectivo de avance y un movimiento superpuesto de rotación, pudiendo registrarse la posición de avance con un primer dispositivo de medida dispuesto en el mecanismo elevador. El movimiento de rotación es producido, además, por un accionamiento helicoidal; el biselado, por un cilindro elevador en la varilla helicoidal. El movimiento de rotación se determina con un dispositivo de medida en la varilla helicoidal. Por otra parte, el accionamiento indirecto tiene forzosamente holgura con sus muchas piezas, así como el mecanismo elevador, de forma que para mayores ratios de fabricación no pueda garantizarse una precisión suficiente de la fabricación.

Es, por tanto, objetivo de la invención, proporcionar una mortajadora por generación, con la que puedan ajustarse arbitrariamente, por un lado, las deseadas geometrías del dentado de las ruedas dentadas a fabricar y/o mecanizar, pudiendo obtenerse, por otro lado, una alta calidad del dentado y una productividad satisfactoria en la elaboración de las ruedas dentadas.

Conforme a la presente invención, este objetivo se resuelve partiendo de una mortajadora por generación apropiada mediante las propiedades características adicionales de la Reivindicación 1. Acorde a esto, el movimiento superpuesto de rotación del husillo mortajador se imprime a través de un accionamiento directo y en el husillo mortajador se dispone un segundo dispositivo de medida, que es un dispositivo de medida de la longitud, que detecta la desviación de la posición actual de avance del husillo mortajador respecto a la posición de avance deseada del mismo, para la detección de desviaciones respecto a la trayectoria de movimiento dada anteriormente.

En las subreivindicaciones siguientes a la reivindicación principal se reproducen ordenaciones favorables de la invención.

Acorde a esto, el mecanismo elevador puede consistir en una rueda excéntrica accionable a motor y una varilla de transferencia, que transfiere el movimiento excéntrico de la rueda excéntrica al husillo mortajador. Estos mecanismos elevadores son ya fundamentalmente conocidos y se caracterizan por un comportamiento especialmente robusto, que resulta particularmente favorable para los altos números de carreras, necesarios para las mortajadoras por generación. De este modo se emplean aquí habitualmente números de carreras de más de 2000 carreras por minuto durante la elaboración y mecanizado de ruedas dentadas. La rueda excéntrica puede estar conectada con un motor a través de una transmisión. El primer dispositivo de medida puede como sistema de medida de ángulos estar acondicionado para la detección del ángulo de giro de la rueda excéntrica. Con esto puede introducirse, por consiguiente, en el control de la mortajadora por generación exactamente la posición teórica de avance del husillo mortajador. El control efectuado debido a esta información se corrige con la señal de medida conforme a la invención, que se cursa a través de un segundo dispositivo de medida directamente o indirectamente al husillo mortajador, de forma que puedan corregirse los errores y/o imprecisiones eventuales del mecanismo elevador, que se transmiten a la trayectoria de movimiento del husillo mortajador.

El accionamiento directo, a través del cual se imprime el movimiento de rotación al husillo mortajador, es ventajosamente un motor torque sin escobilla, tal y como se conocía ya en el estado actual de la técnica. Estos motores rotatorios comparativamente lentos se caracterizan por una muy alta aceleración y extremadamente buena preci-
sión.

El segundo dispositivo de medida es favorablemente un dispositivo de medida de la longitud, que detecta dinámicamente la desviación de la posición actual de avance del husillo mortajador respecto a la carrera deseada del husillo mortajador.

La presente invención hace referencia en adelante a un procedimiento acorde a la invención para el funcionamiento de una mortajadora por generación citada anteriormente. Este procedimiento se caracteriza porque la señal de error proporcionada por el segundo dispositivo de medida sirve para la corrección dinámica del movimiento de giro del husillo mortajador y de la rueda mortajadora conectada con él y/o del movimiento de rotación de la pieza de trabajo. Por consiguiente, la señal de error no se emplea quizás para un control previo del motor del mecanismo elevador, sino que se recurre a la señal de error para la corrección dinámica del movimiento de giro del husillo mortajador. Esta corrección del movimiento de giro puede influirse, además, o bien durante el movimiento de giro del husillo mortajador y, por tanto, de la rueda mortajadora conectada con éste. Alternativamente puede corregirse también el movimiento de rotación de la pieza de trabajo. Naturalmente se pueden corregir también ambos movimientos de rotación, o sea, aquél de la rueda mortajadora, por un lado, y aquél de la pieza de trabajo, por otro lado, hasta que se obtenga el valor corrector total.

La corrección dinámica del movimiento de giro de la rueda mortajadora y junto con éste del movimiento de giro de la pieza de trabajo puede distribuirse de manera especialmente favorable, en función de las respectivas masas a desplazar, para obtener aquí una corrección dinámica del movimiento de giro lo más sin retardo posible para las altas velocidades de avance.

Otras especificaciones y ventajas se describen a fondo en base a un ejemplo de ejecución representado en el diseño. Muestran:

Figura 1: una representación esquemática de una mortajadora por generación en vista lateral y

Figura 2: una vista detallada desde la dirección visual y conforme a Figura 1.

En el modo de ejecución de la mortajadora por generación 10 conforme a la invención representado en la Figura 1 se tiende una pieza de trabajo 12, a partir de la cual debería fabricarse una rueda dentada, sobre una mesa de la máquina 14. La mesa de la máquina 14 puede rotarse a través de un accionamiento 16, pudiendo efectuarse el accionamiento 16 como accionamiento directo o como unidad de transmisión del motor.

La mortajadora por generación 10 presenta un mecanismo elevador 18, que consiste aquí en un motor 20, en contacto activo con una rueda excéntrica 26 a través de un embrague 22 y un tren de engranajes 24. Sobre el eje 28 de la rueda excéntrica 26 se dispone un dispositivo de medida de ángulos 30. Este dispositivo de medida de ángulos 30 sirve como primer dispositivo de medida.

A la rueda excéntrica 26 se le articula rotatoriamente una varilla de transferencia 32, unida por otra unión articulada 34 con un husillo mortajador 36. El husillo mortajador 36 se monta rotatoriamente en torno a su eje de simetría en la dirección de avance y en la dirección de giro, lo que se sugiere aquí mediante los cojinetes 38 y 40.

El husillo mortajador 36 se desplaza en movimiento de giro dirigido alrededor de su propio eje de simetría a través de un accionamiento directo 42. El accionamiento directo 42 consiste en un motor torque, que aunque presenta un lento régimen máximo de giro muestra, posibilita sin embargo, por otro lado, una aceleración muy rápida del husillo mortajador 36. Hay una rueda mortajadora 44 unida rígidamente con el husillo mortajador 36, que sirve como herramienta de corte para la elaboración y/o mecanizado de la rueda dentada 12.

\newpage

De manera conocida es necesario un ángulo definido de giro de la rueda mortajadora para la elaboración de dentados inclinados para cada posición de avance de la rueda mortajadora 44. A través de un control no representado aquí a fondo, se asegura, que a una carrera apropiada le corresponde una posición apropiada del ángulo de giro. Además, puede garantizarse, que esta asignación evidente se lleva también a cabo para un número de carreras de más de 2000 carreras por minuto. Con el dispositivo de medida de ángulos 30 puede determinarse la posición de avance, a la que corresponde un ángulo apropiado de giro de la rueda mortajadora 44. De esta manera se gira el husillo mortajador en la posición angular deseada y evidentemente asignada a través del accionamiento directo de rotación 42, dependiendo de la posición medida del ángulo de giro de la rueda excéntrica 26.

Ya que ahora el mecanismo elevador 18 contiene sin embargo errores y de esta forma no podría obtenerse sin otras medidas, durante el empleo del accionamiento directo de rotación, ninguna calidad suficientemente buena del dentado con las ruedas dentadas elaboradas, se prevé, conforme a la invención, un dispositivo adicional de medida 46 en la zona del husillo mortajador, diseñado aquí como dispositivo de medida de la longitud y que detecta las desviaciones de la carrera actual del husillo mortajador de su carrera deseada. Las desviaciones aquí indicadas de la posición real de avance respecto de la posición teórica de avance no se emiten ahora en forma de control previo como instrucción de corrección al motor 20. Antes bien, el valor corrector del dispositivo de medida 46 se utiliza para la corrección del movimiento de rotación del husillo mortajador y, por tanto, de la rueda mortajadora. Aquí se acciona, por consiguiente, el accionamiento directo de rotación 42 con una señal correctora apropiada, para asignar el ángulo de giro deseado idealmente de la rueda mortajadora 44 al valor real de la carrera.

En vez de la impulsión del accionamiento directo de rotación 42 con el valor corrector, el accionamiento 16 de la mesa de la máquina 14 puede verse también afectado por un valor corrector apropiado. Alternativamente puede distribuirse también el apropiado valor corrector en el accionamiento directo de rotación 42 y el accionamiento 16 de la mesa de la máquina 14.

La producción de ruedas dentadas por medio de la mortajadora por generación conforme a la invención conduce a una mejora considerable de la calidad, ya que la holgura en el mecanismo cigüeñal del mecanismo elevador 18 se compensa de manera completamente dinámica.

Claims (7)

1. Mortajadora por generación para la producción y/o mecanizado de ruedas dentadas con una mesa rotatoria a motor de la máquina (14) para la incorporación de la pieza de trabajo (12), un husillo mortajador (36) con una herramienta (44) fijada a él, preferentemente una rueda mortajadora, desplazable en un movimiento selectivo de avance y un movimiento superpuesto de rotación, pudiendo registrarse la posición de avance con un primer dispositivo de medida (30) dispuesto en el mecanismo elevador (18), caracterizada porque el movimiento superpuesto de rotación del husillo mortajador (36) puede generarse a través de un impulso directo de rotación (42) y que en la zona del husillo mortajador (36) se dispone un segundo dispositivo de medida (46), que es un dispositivo de medida de la longitud, que detecta la desviación de la posición actual de avance del husillo mortajador (36) de la posición de avance deseada del husillo mortajador (36), para la detección de desviaciones respecto a su trayectoria de movimiento especificada anteriormente.

2. Mortajadora por generación acorde a la Reivindicación 1, caracterizada porque el mecanismo elevador (18) consiste en una rueda excéntrica accionable a motor (26) y una varilla de transferencia (32), que transfiera el movimiento excéntrico de la rueda excéntrica (26) al husillo mortajador (36).

3. Mortajadora por generación acorde a la Reivindicación 2, caracterizada porque la rueda excéntrica (26) está conectada con un motor (20) a través de una transmisión (24).

4. Mortajadora por generación acorde a la Reivindicación 1 o Reivindicación 2, caracterizada porque el primer dispositivo de medida (30) es un sistema de medida de ángulos para la detección del ángulo de giro de la rueda excéntrica (26).

5. Mortajadora por generación según al menos una de las Reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el accionamiento directo (42) para la impartición del movimiento de rotación del husillo mortajador (36) es un motor torque sin escobilla.

6. Procedimiento de operación de una mortajadora por generación según al menos una de las Reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la señal de error proporcionada por el segundo dispositivo de medida (46) sirve para la corrección dinámica del movimiento de giro del husillo mortajador (36) y de la rueda mortajadora conectada a él y/o del movimiento de giro de la pieza de trabajo (12).

7. Procedimiento de operación de una mortajadora por generación acorde a la Reivindicación 6, caracterizada porque la corrección dinámica del movimiento relativo de giro entre el husillo mortajador (36) y la rueda mortajadora conectada a él, por un lado, y del movimiento de giro de la pieza de trabajo (12), por otro lado, se puede dividir en el movimiento de giro del husillo mortajador (36) y de la rueda mortajadora conectada a él y el movimiento de giro de la pieza de trabajo (12) en función de las masas respectivas a desplazar.