ES2306068T3 - Cabezal portaherramientas con medios sensores para control de profundidad. - Google Patents
Cabezal portaherramientas con medios sensores para control de profundidad. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2306068T3 ES2306068T3 ES05425225T ES05425225T ES2306068T3 ES 2306068 T3 ES2306068 T3 ES 2306068T3 ES 05425225 T ES05425225 T ES 05425225T ES 05425225 T ES05425225 T ES 05425225T ES 2306068 T3 ES2306068 T3 ES 2306068T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- tool holder
- tool
- depth stop
- head according
- holder head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 22
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000009131 signaling function Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
- B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0042—Devices for removing chips
- B23Q11/0046—Devices for removing chips by sucking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2215/00—Details of workpieces
- B23B2215/04—Aircraft components
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/44—Cutting by use of rotating axially moving tool with means to apply transient, fluent medium to work or product
- Y10T408/46—Cutting by use of rotating axially moving tool with means to apply transient, fluent medium to work or product including nozzle
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/50—Cutting by use of rotating axially moving tool with product handling or receiving means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/55—Cutting by use of rotating axially moving tool with work-engaging structure other than Tool or tool-support
- Y10T408/561—Having tool-opposing, work-engaging surface
- Y10T408/5623—Having tool-opposing, work-engaging surface with presser foot
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/55—Cutting by use of rotating axially moving tool with work-engaging structure other than Tool or tool-support
- Y10T408/561—Having tool-opposing, work-engaging surface
- Y10T408/5623—Having tool-opposing, work-engaging surface with presser foot
- Y10T408/56245—Having tool-opposing, work-engaging surface with presser foot including tool-guide [or bushing]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/30392—Milling with means to protect operative or machine [e.g., guard, safety device, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/304088—Milling with means to remove chip
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/30784—Milling including means to adustably position cutter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/30784—Milling including means to adustably position cutter
- Y10T409/307952—Linear adjustment
- Y10T409/308232—Linear adjustment and angular adjustment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
- Y10T409/30—Milling
- Y10T409/309352—Cutter spindle or spindle support
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Knives (AREA)
Abstract
Cabezal portaherramientas para máquinas herramientas multieje, que comprende: - un conjunto de soporte (2); - un husillo (3) instalado en el conjunto de soporte (2), que sostiene un portaherramientas extraíble (4) y giratorio alrededor de un respectivo eje de maquinado (J) de manera que una herramienta (U) fijada en el portaherramientas (4) pueda ser puesta en rotación; - un elemento con tope de profundidad (9), que presenta una superficie activa (10) substancialmente transversal al eje de maquinado (J) y que se puede posicionar contra la superficie (S) de una pieza de trabajo (P), que está instalado en el conjunto de soporte (2) y es capaz de moverse a lo largo del eje de maquinado (J) entre una primera posición extendida, distanciada del husillo (3) y del conjunto de soporte (2), y una segunda posición retraída, de proximidad con el husillo (3) y el conjunto de soporte (2); - medios sensores (12) en condiciones de determinar la posición axial de la superficie activa (10) con respecto al conjunto de soporte (2) y así monitorear la profundidad hasta la cual la herramienta (U) penetra dentro de la pieza de trabajo (P); caracterizado por el hecho que, además, comprende: - medios de extracción de polvos conectados al elemento con tope de profundidad (9) y que sirven para extraer los detritos producidos durante el maquinado; el elemento con tope de profundidad (9) comprendiendo un cuerpo hueco que circunda al eje de maquinado (J) y que delimita una cámara de aspiración (C) conectada fluídicamente a los medios de extracción de polvos; la cámara de aspiración (C) estando conectada a los medios de extracción de polvos a través de un conducto telescópico (29) de manera de mantener la conexión fluida entre la cámara de aspiración (C) y los medios de extracción durante el movimiento del elemento con tope de profundidad (9).
Description
Cabezal portaherramientas con medios sensores
para control de profundidad.
La presente invención se refiere a un cabezal
portaherramientas para máquinas herramientas multieje según el
preámbulo de la anexa reivindicación 1.
Un portaherramientas realizado según la presente
invención puede realizar operaciones de taladrado, avellanado y
otras operaciones de maquinado de manera automática y con
tolerancias muy bajas, en situaciones donde se conoce de manera
aproximada la superficie a maquinar. En particular, el
portaherramientas en cuestión avellanará hasta una profundidad
controlada en superficies que se hallan a cualquier altura
\hbox{con respecto al sentido de avance de la
herramienta.}
La presente invención se puede asociar de manera
ventajosa con máquinas herramientas multieje de control numérico
como las que se usan especialmente en la industria aeronaval para
taladrar y avellanar orificios en los paneles externos de
estructuras alares y secciones del fuselaje, destinados a alojar
remaches. En la práctica, las cabezas de los remaches que se
introducen deben quedar perfectamente a nivel con la superficie
externa del avión para asegurar que no produzcan turbulencia, que
podría provocar un notable aumento de la resistencia aerodinámica.
La presente invención, sin embargo, halla aplicación, brindando
ventajas similares, en otros sectores industriales tales como el
automovilístico.
La técnica conocida abarca dispositivos en
condiciones de controlar la profundidad de taladrado y avellanado,
como los que se han descrito en la patente de invención IT
1.220.732, por ejemplo, que se configuran realizando un ajuste
mecánico antes de cada trabajo de maquinado, además de dispositivos
mediante los cuales la profundidad de maquinado se puede monitorear
continuamente y se puede controlar en su totalidad de manera
automática, como se ha publicado a título ejemplificador en la
solicitud de patente de invención italiana BO2003A 000043, las dos
referencias mencionadas siendo registradas a nombre de la misma
parte solicitante de esta invención.
Lamentablemente, los dispositivos del tipo
indicado con anterioridad y pertenecientes a la técnica conocida
están integrados dentro de un portaherramientas instalado en el
husillo de un cabezal portaherramientas.
En el caso de la patente de invención IT
1.220.732, más exactamente, el dispositivo en cuestión comprende un
portaherramientas con un vástago que se puede vincular al husillo de
una máquina herramienta, así como un mecanismo de apriete tipo
jaula asociado con el portaherramientas por medio de un par de
cojinetes y que presenta un par de cilindros con vástagos de pistón
que sobresalen de ambos extremos. Cada vástago está conectado en
correspondencia de uno de sus extremos a un collar, a través del
cual se introduce la herramienta cuando penetra la pieza de
trabajo, y en correspondencia de su extremo opuesto a una placa de
montaje. El collar se puede trasladar con respecto al
portaherramientas, según una dirección paralela al eje de la
herramienta. La placa de soporte asociada con los extremos del
vástago distantes con respecto a la herramienta posee respectivos
tornillos micrométricos de rápido bloqueo en una posición
seleccionada por medio de topes. Dos microinterruptores, cuyos ejes
coinciden con los de dos tornillos micrométricos, están fijados al
cabezal portaherramientas, cerca del husillo. Los dos
microinterruptores, además, están conectados mediante cables a
adecuados dispositivos que gobiernan el movimiento de avance de la
herramienta del husillo. Para controlar la profundidad del
avellanado, se ajusta la posición de los tornillos de manera que la
distancia entre la punta del tornillo y el correspondiente
microinterruptor sea igual a la distancia entre la cara del collar y
la herramienta, más la profundidad de avellanado. Durante el
funcionamiento, el husillo de la máquina avanza hasta que los
tornillos contactan y activan los microinterruptores. Después de lo
cual, los dispositivos que gobiernan el movimiento del husillo
provocan el retroceso de la herramienta.
En los documentos US 6.231.280 y US 5.848.859 se
exhibe otro cabezal portaherramientas para máquinas
herramientas.
El documento US 6.231.280, sobre el cual se basa
el preámbulo de la reivindicación 1, muestra un dispositivo final
(end-effector) absorbedor de vibraciones de una
máquina automática para realizar operaciones de taladrado y
avellanado que tiene un amortiguador para aminorar la transmisión de
vibraciones a la herramienta de taladrado, amortiguando
simultáneamente las vibraciones donde se generan, de manera de
incrementar el control de una herramienta de taladrado durante las
operaciones de taladrado y avellanado. El dispositivo final incluye
una escala de medida para asegurar que las profundidades de los
orificios a taladrar y avellanar puedan ser controladas y
corregidas en función de las profundidades ideales almacenadas en
una memoria del ordenador ya interconectado con el dispositivo
final. Asimismo, para que la herramienta de taladrado pueda acceder
al mandril es posible girar hacia arriba el pie de presión del
dispositivo final.
El documento US 5.848.859 exhibe un dispositivo
de taladrado que para taladrar orificios normales en una superficie
de una pieza de trabajo es transportado y ubicado por un brazo
automático de control. El dispositivo de taladrado mejorado incluye
un cabezal de taladrado adaptable que generalmente comprende un
alojamiento para la herramienta de taladrado y un pie de presión.
El pie de presión para contactar la superficie de la pieza de
trabajo está conectado al alojamiento de taladrado en
correspondencia un acoplamiento totalmente giratorio. El alojamiento
de la herramienta de taladrado encierra un medio de propulsión de
la herramienta de taladrado que hace avanzar y girar una
herramienta de taladrado alrededor de un eje de la herramienta de
taladrado. Tanto el pie de taladrado como el alojamiento de la
herramienta de taladrado tienen orificios y cámaras axiales para
permitir el avance de la herramienta de taladrado hacia la
superficie de la pieza de trabajo. Calibradores lineales instalados
en el alojamiento de la herramienta de taladrado exploran la
orientación del pie de presión con respecto al alojamiento de la
herramienta de taladrado. Los calibradores lineales proporcionan
datos al brazo automático de control de manera que cuando el pie de
presión contacta una parte de la superficie de la pieza de trabajo
que no está dispuesta normal con respecto al eje de la herramienta
de taladrado y el pie de presión gira con respecto al alojamiento
de la herramienta de taladrado mientras el pie de presión se dispone
normal con respecto a la superficie de la pieza de trabajo, el
brazo de control pueda realinear el alojamiento de la herramienta
de taladrado con el pie de presión de manera que el eje de la
herramienta de taladrado sea normal con respecto a la superficie de
la pieza de trabajo y de manera que la herramienta de taladrado
pueda avanzar hacia la superficie de la pieza de trabajo y girar a
través de la misma taladrando un orificio normal en la superficie
de la pieza de trabajo.
La parte solicitante entiende que los
dispositivos de la técnica conocida como se ha esbozado arriba se
pueden mejorar de distintas maneras.
Más exactamente, en el caso de máquinas multieje
totalmente automáticas con control numérico, la integración de un
dispositivo de control de la profundidad de taladrado dentro de un
portaherramientas determinará el uso, convencionalmente, de una
cantidad de portaherramientas individuales que corresponde a la
cantidad de operaciones llevadas a cabo en la pieza, dado que
después de cada operación se quita el portaherramientas del
husillo, a través de apropiados medios, y se lo reemplaza con un
portaherramientas con la herramienta necesaria para realizar la
próxima operación. Lo cual significa que una máquina debe ser
equipada con una pluralidad de portaherramientas, cada uno
incorporando el dispositivo de control de profundidad, que
comparados con los portaherramientas estándares son mucho más caros
y más pesados.
Asimismo, dado que el sensor que sirve para
detectar el desplazamiento del dispositivo de apriete tipo jaula de
las realizaciones de la técnica conocida está instalado en el
cabezal portaherramientas, cerca del husillo, es imperioso
controlar la configuración del sensor después de cada cambio de
herramienta, con el lógico efecto de retardar las operaciones no
obstante el hecho que el control se lleve a cabo
automáticamente.
Además, los cojinetes que acoplan el dispositivo
de apriete tipo jaula al portaherramientas, puesto que operan en un
ambiente lleno de polvo, deben ser blindados; por consiguiente, la
velocidad del husillo no debe exceder aproximadamente las 16.000
revoluciones/minuto, contrariamente tales componentes podrían
sobrecalentar.
Dada la situación esbozada, el objetivo
principal de la presente invención es el de proporcionar un cabezal
portaherramientas para una máquina herramienta multieje que
substancialmente pueda eliminar las desventajas mencionadas
arriba.
En particular, el objetivo de la presente
invención es el de proponer un cabezal portaherramientas para
máquinas herramientas multieje que pueda realizar operaciones de
maquinado controladas en profundidad sobre superficies situadas a
cualquier altura con respecto a la dirección de avance de la
herramienta.
También es un objeto de la presente invención
proporcionar un cabezal portaherramientas para máquinas herramientas
multieje que permita que tales operaciones de maquinado controladas
en profundidad se lleven a cabo utilizando portaherramientas
estándares.
Un objetivo adicional de la presente invención
es el de proporcionar un cabezal portaherramientas sobre el cual
los cambios de herramienta se puedan realizar de manera automática,
rápida y fiable.
Ahora, la presente invención, definida en la
reivindicación 1, se describirá en detalles, a título
ejemplificador, con la ayuda de los dibujos anexos, en los
cuales:
- la figura 1 exhibe una primera realización de
un cabezal portaherramientas para máquinas herramientas multieje en
según la presente invención, visto en perspectiva y mostrado en una
primera posición operativa;
- la figura 2 muestra el cabezal
portaherramientas de la figura 1 en una segunda posición
operativa;
- la figura 3 muestra el cabezal
portaherramientas de las figuras 1 y 2 en una primera elevación
lateral, omitido en parte y con algunas partes omitidas para
exhibir mejor otras, y con la segunda posición operativa indicada
con líneas de trazos;
- la figura 4 muestra el cabezal
portaherramientas de las figuras 1 y 2 en una segunda elevación
lateral, omitido en parte y exhibido en las dos posiciones
operativas;
- la figura 4a es un detalle amplificado de la
figura 4;
- la figura 5 muestra el cabezal
portaherramientas de la figura 4, provisto de un dispositivo
palpador y exhibido en la segunda posición operativa;
- la figura 6 exhibe una segunda realización de
un cabezal portaherramientas según la figura 1, visto en
perspectiva;
- las figuras 7 y 8 exhiben otra realización del
cabezal portaherramientas de la figura 1, en una primera y en una
segunda posición operativa respectivamente.
Con referencia a los dibujos, el número 1 denota
un cabezal portaherramientas para máquinas herramienta multieje, en
su totalidad.
El cabezal portaherramientas (1) en general
estará instalado en una máquina herramienta multieje de control
numérico de tipo convencional, no descrita en detalles en este
documento y tampoco exhibida en los dibujos.
La máquina herramienta típicamente comprende una
base sobre la cual está colocado el cabezal portaherramientas (1)
con libertad de movimiento, con respecto a la misma base, a lo largo
de una pluralidad de ejes de emplazamiento. Medios de
accionamiento, interconectados a una unidad de control y proceso,
mueven el cabezal portaherramientas (1) por los varios ejes; la
unidad de control y proceso también sirve para gobernar la rotación
de una herramienta alrededor de un respectivo eje de maquinado en
base a los datos programados en la misma unidad de control.
El cabezal portaherramientas (1) comprende un
conjunto (2) adecuado para soportar un husillo (3) e, instalado en
el husillo, un portaherramientas extraíble (4) preferentemente de
tipo estándar, lo que equivale a decir un determinado modelo o tipo
referido como universal y ampliamente usado en el sector en
cuestión.
El husillo (3) gira alrededor de un respectivo
eje de maquinado denotado con la letra "J" y es puesto en
movimiento a través de adecuados medios de propulsión, no
exhibidos, de manera de hacer rotar una herramienta (U) fijada en
el portaherramientas (4) y maquinar la pieza de trabajo.
La herramienta (U) puede ser de cualquier tipo
que normalmente depende del conocimiento de la profundidad de
maquinado.
Por ejemplo, la herramienta (U) podría ser una
broca para taladrar o una broca de avellanar, en otros términos una
herramienta que se utiliza para avellanar la boca de un
orificio.
En el ejemplo de las figuras de 1 a 4 y de la
figura 4a, la herramienta (U) comprende una broca para taladrar (5)
y una parte de corte (6) obtenida por ensanchamiento del vástago de
la herramienta (U) de manera de crear una superficie troncocónica
(6a) en condiciones de avellanar el orificio realizado con la broca
(5) (ver el detalle de la figura 4a).
Alternativamente, como se puede ver en la figura
5, el portaherramientas (4) puede incluir un palpador (7) con una
broca esférica (8) para controlar la profundidad de los
orificios.
En una realización preferida, como se puede ver
en el ejemplo de los dibujos anexos, el conjunto de soporte (2)
presenta una primera parte de soporte (2a) que incluye al husillo
(4), y una segunda parte (2b) tal de poder ser fijada a la máquina
herramienta multieje. La primera parte (2a) está instalada con
libertad de rotación a la segunda parte (2b) y, por ende, está en
condiciones de girar alrededor de un eje (A) de articulación
perpendicular al eje (J) de maquinado.
El cabezal portaherramientas (1) además
comprende un elemento con tope de profundidad (9) que presenta una
superficie activa (10) dispuesta substancialmente transversal con
respecto al eje de maquinado (J) y puesta en contacto con la
superficie maquinable (S) de la pieza de trabajo (P) (ver las
figuras 3 y 4).
De manera ventajosa, el elemento con tope de
profundidad (9) está instalado en el conjunto de soporte (2) y,
asimismo, tiene la posibilidad de moverse a lo largo del eje de
maquinado (J) entre una primera posición extendida, distanciada del
husillo (3), y una segunda posición retraída, cercana al husillo
(3).
La superficie activa (10) del elemento con tope
de profundidad (9) se ubica cerca del eje de maquinado (J), de
manera de entrar en contacto con un área de la superficie (S)
próxima al punto de entrada de la herramienta (U) en la pieza de
trabajo (P).
Preferentemente, la superficie activa (10)
circunda el eje de maquinado (J), delimitando y circunscribiendo un
canal de paso (11) que se le presenta a la herramienta (U). En el
ejemplo exhibido, la superficie activa (10) toma la forma de un
collar circular concéntrico con el eje de maquinado (J) y con la
herramienta (U).
La geometría de la superficie activa (10) es tal
que cuando entra en contacto con la pieza de trabajo (P) ocupa un
plano que coincide, en el punto de contacto, con dicha superficie de
la misma pieza de trabajo (P). En otros términos, la superficie
activa (10) entra totalmente en contacto frontal con la superficie
(S) de la pieza de trabajo (P). En este mismo plano también está el
punto inicial de contacto entre la pieza de trabajo (P) y la
herramienta (U).
Como se puede ver en la figura 3, el cabezal
portaherramientas (1) está equipado con medios (12) en condiciones
de determinar la posición de la superficie activa (10) con respecto
al conjunto de soporte (2), de manera de monitorear el
desplazamiento de la superficie activa (10) con respecto al conjunto
de soporte (2), y, con el conocimiento de las dimensiones tanto del
portaherramientas (4) como de la herramienta (U) colocada, detectar
y controlar la profundidad hasta la cual la herramienta (U) penetra
dentro de la pieza de trabajo (P).
Con referencia al ejemplo de las figuras 4 y 5,
la correcta operación del cabezal portaherramientas (1) depende de
la acción de los medios de resorte (13) que actúan entre el conjunto
de soporte (2) y el elemento con tope de profundidad (9). Tales
medios de resorte (13) son adecuados para empujar el elemento con
tope de profundidad (9) hacia la primera posición, distanciada del
husillo (3), de manera que mientras no se toque el elemento con
tope de profundidad (9), la superficie activa (10) se mantenga, por
la fuerza de los resortes, a una distancia máxima (d_{max}) con
respecto al husillo (3) y con respecto a la herramienta (U) (figuras
1 y 3).
Con el conocimiento de dicha distancia máxima
(d_{max}) y de la distancia (d_{1}) entre el husillo (3) y la
parte de corte de la herramienta (U), que en el ejemplo de los
dibujos coincide con la superficie troncocónica (6a) con la cual se
avellanan los orificios, es posible establecer la profundidad de
penetración permitida a la parte de corte de la herramienta (U)
midiendo un desplazamiento relativo entre el conjunto de soporte
(2) y el elemento con tope de profundidad (9), efectuando cálculos
del tipo convencional no descritos en detalle en este
documento.
En el caso que la herramienta (U) vinculada al
portaherramientas (4) es el mencionado palpador (7), el cabezal
portaherramientas (1) también incorporará medios actuadores (14)
(ver las figuras 1 y 3) tales de convertir en inactivo al elemento
con tope de profundidad (9) forzándolo, contra los medios de resorte
(13), hacia la segunda posición, más cercana al husillo (3) y lejos
de la punta del palpador (7).
Con respecto a la dirección de avance de la
herramienta (U) durante el maquinado, en la distancia que va del
husillo (3) a la broca (5), el elemento con tope de profundidad (9)
ocupa una posición detrás de la herramienta (U) cuando está en la
segunda posición (retraída) y delante de la herramienta (U) cuando
está en la primera posición
(extendida).
(extendida).
Cuando está en la primera posición y está
distanciado del husillo (3), además, el elemento con tope de
profundidad (9) está separado de la herramienta (U) de un espacio
suficiente para permitir la extracción y el reemplazo del
portaherramientas (4), preferentemente utilizando medios automáticos
de ejecución conocida, sin tocar o interferir con otras partes del
cabezal portaherramientas (1).
Finalmente y de manera ventajosa, el cabezal
portaherramientas (1) está equipado con medios convencionales de
extracción de polvo exhibidos esquemáticamente como un bloque (33),
asociados con el elemento con tope de profundidad (9) y que sirven
para efectuar la extracción inmediata de los detritos que se generan
por la acción de maquinado en correspondencia del punto donde la
herramienta (U) entra dentro de la pieza de trabajo.
Más exactamente, y con referencia al ejemplo de
las figuras de 1 a 5, el elemento con tope de profundidad (9)
comprende un cuerpo hueco (15) que circunda al eje de maquinado (J)
y presenta un canal de paso (11) para la herramienta (U).
El cuerpo hueco (15) delimita una cámara interna
de aspiración (C) conectada fluídicamente a los medios de
extracción (33) (indicados mediante líneas de trazos en las figuras
3, 4 y 5), que están instalados en el cabezal portaherramientas
(1).
En los dibujos anexos, el cuerpo hueco (15)
presenta la forma substancialmente de un cilindro o de un tronco de
cono del cual las bases opuestas presentan aberturas (15a y 15b) que
establecen el canal de paso (11) para la herramienta (U).
También la abertura (15b) orientada hacia la
pieza de trabajo (P) está totalmente circunscrita por un anillo
anular (15c) que define la superficie activa (10) del elemento con
tope de profundidad (9).
El elemento con tope de profundidad (9) es
obligado a pasar de la primera a la segunda posición por al menos
un brazo de movimiento (16), incorporado en el cabezal
portaherramientas (1), del cual una primera extremidad (16a) está
instalada en el conjunto de soporte (2) y una segunda extremidad
(16b) está fijada de manera permanente al elemento con tope de
profundidad (9).
En una realización preferida, como se puede ver
en los dibujos, donde en la primera parte de soporte (2a) está el
husillo (3) y la segunda parte (2b) se puede fijar a la máquina
herramienta multieje, la primera extremidad (16a) del al menos un
brazo de movimiento (16) está instalada en la primera parte (2a) del
conjunto de soporte (2).
El brazo de movimiento (16) comprende una
varilla (17) de la cual una primera extremidad (17a) está instalada
con libertad de deslizamiento dentro de un cilindro (18) colocado en
el conjunto de soporte (2). La segunda extremidad (17b) de la
varilla (17), opuesta a la primera extremidad (17a), está conectada
al elemento con tope de profundidad (9).
La varilla (17) se extiende paralela al eje de
maquinado (J) y a una cierta distancia del mismo eje y está unida
al elemento con tope de profundidad (9) a través de una parte de
conexión (19) inclinada con respecto al eje de maquinado (J), que
se extiende desde la segunda extremidad (17b) de la varilla (17)
hasta el elemento con tope de profundidad (9).
\newpage
En el ejemplo de las figuras de 1 a 5, el
cabezal portaherramientas (1) comprende dos brazos de movimiento
(16) ubicados de lados opuestos con respecto al eje de maquinado
(J). Las varillas (17) de los dos brazos (16) y las dos partes de
conexión inclinadas (19) están dispuestas a una distancia tal de
asegurar suficiente espacio alrededor del portaherramientas (4)
para ser aferrado, extraído y reemplazado mediante sistemas
automáticos del tipo conocido.
Asimismo, en el ejemplo de las figuras de 1 a 5
los medios de resorte (13) comprenden al menos un resorte (13a) que
opera entre el cilindro (18) y la correspondiente varilla (17) del
brazo de movimiento (16).
Más exactamente, con referencia a las figuras 4,
4a y 5, la varilla (17) presenta una cavidad axial (20), y el
resorte (13a), un resorte helicoidal, está alojado dentro de la
cavidad (20) de la varilla (17) y dentro del cilindro (18) a lo
largo de toda la longitud axial del cilindro (18) y de la varilla
(17) ensamblados.
El resorte (13a) también envuelve un perno
piloto (21) asociado rígidamente con el cilindro (18) y alineado
coaxialmente con este último.
Para facilitar el movimiento de la varilla (17)
dentro del cilindro (18) y asegurar una guía precisa del elemento
con tope de profundidad (9) a lo largo de una trayectoria
perfectamente rectilínea, la varilla (17) es soportada por un par
de cojinetes de bolas lineales (22) alojados dentro del cilindro
(18) y separados entre sí.
Dichos medios actuadores (14) se componen de
medios neumáticos alternativos instalados en paralelo con el
cilindro (18) y la varilla (17) y, preferentemente, están asociados
con cada uno de los brazos de movimiento (16) (ver las figuras 1 y
3).
Cada uno de los medios actuadores neumáticos
(14) presenta un vástago (23) alojado con libertad de deslizamiento
dentro de un respectivo cilindro (24) cuya cámara está conectada a
una fuente (25) de aire comprimido, mostrada esquemáticamente en la
figura 3 como un bloque.
De todos modos, los medios neumáticos de la
solución preferida no son obligatorios, sino que, por el contrario,
pueden ser reemplazados por otros medios actuadores, que podrían
ser, por ejemplo, hidráulicos, eléctricos, etc.
También cabe observar que la realización
mostrada en la figura 6 difiere de aquella de las figuras de 1 a 5
sólo por el hecho que existe un único brazo de movimiento (16),
mientras que la configuración de la estructura del cabezal (1) es
más sencilla, facilitando así la operación de cambio de
herramienta.
Dichos medios (13) en condiciones de determinar
la posición de la superficie activa (10) con respecto al conjunto
de soporte (2) comprenderán al menos un sensor de desplazamiento
(26) conectado a una unidad de procesamiento (27), preferentemente
la misma unidad que la del procesador de control maestro de la
máquina, ambas mostradas esquemáticamente en la figura 3 como
bloques.
El sensor (26) puede ser de cualquier tipo capaz
de proporcionarle a la unidad de procesamiento (27) una señal
función del desplazamiento relativo entre los componentes en
cuestión y, preferentemente, una señal proporcional a este mismo
desplazamiento.
En una primera solución, el sensor de
desplazamiento (26) podría ser un transductor LVDT (Linear Variable
Differential Transformer, en castellano transformador diferencial
variable lineal), instalado entre el conjunto de soporte (2) y el
elemento con tope de profundidad (9).
En una segunda solución, el sensor de
desplazamiento (26) podría ser un palpador de medida instalado entre
el conjunto de soporte (2) y el elemento con tope de profundidad
(9).
Alternativamente, el sensor de desplazamiento
(26) podría ser un transductor de medida inductivo que opera entre
el conjunto de soporte (2) y el elemento con tope de profundidad
(9).
Asimismo, el sensor de desplazamiento (26)
podría ser un sensor láser de desplazamiento que opera entre el
conjunto de soporte (2) y el elemento con tope de profundidad
(9).
Para dar inicio a la función de medición, los
medios sensores (12), además, comprenden un interruptor (28), en
este ejemplo un microinterruptor, también éste conectado a la unidad
de procesamiento (27), de manera que dispara y activa al sensor de
desplazamiento (26) cuando se produce un movimiento del elemento con
tope de profundidad (9) en alejamiento de su primera posición,
distanciada con respecto al husillo (3).
En una realización preferida, el cabezal
portaherramientas (1) tendrá dos microinterruptores (28), cada uno
instalado en un respectivo brazo (16).
Al igual que otros componentes mencionados, el
sensor (26) puede estar incorporado en el brazo (16) e instalado de
manera tal de detectar, por ejemplo, el desplazamiento relativo
entre el cilindro (18), asociado rígidamente con el conjunto de
soporte (2), y la varilla (17) asociada rígidamente con el elemento
con tope de profundidad (9), o entre el cilindro (24) y el vástago
(23) del medio actuador (14).
La cámara de aspiración (C) incorporada dentro
del elemento con tope de profundidad (9) está conectada
fluídicamente con los medios de extracción (33) por medio de un
conducto móvil (29) de manera de mantener la conexión fluida
durante el movimiento del elemento con tope de profundidad (9).
De manera ventajosa, como se puede ver en las
figuras 1, 2 y 3, el conducto (29) es telescópico y comprende un
primer tramo (30) que presenta una primera extremidad (30a)
conectada al conjunto de soporte (2), así como una segunda
extremidad (30b) en la cual la primera extremidad (31a) de un
segundo tramo (31) está introducida con libertad de deslizamiento.
La segunda extremidad (31b) del segundo tramo (31) está conectada al
cuerpo hueco (15) del elemento con tope de profundidad (9).
El primer tramo (30) se extiende paralelo al eje
de maquinado (J) y, al igual que las varillas (17) de los brazos de
movimiento (16), está distanciado del eje de maquinado (J).
El segundo tramo (31) del conducto presenta un
perfil tipo boomerang y funciona como una parte de acoplamiento
(32) inclinada con respecto al eje de maquinado (J) y que se conecta
con el elemento con tope de profundidad
(9).
(9).
Con el primer tramo (3) ubicado a una cierta
distancia de la herramienta (U), y la adopción de la parte de
acoplamiento inclinada (32), el espacio alrededor del
portaherramientas (4) es suficiente para permitir su extracción y
reemplazo utilizando medios automáticos de ejecución conocida, sin
entrar en contacto con otras partes del cabezal (1).
Finalmente, en la realización exhibida, la
primera extremidad (30a) presentada por el primer tramo (30) del
conducto telescópico (29) está fijada tipo bisagra a la segunda
parte (2b) del conjunto de soporte (2), con libertad de rotación
sobre dicho eje (A) de articulación perpendicular al eje de
maquinado (J) y de esta manera en condiciones de seguir el
movimiento angular descrito por la primera parte (2a) del conjunto
de soporte (2).
La descripción que se acaba de realizar se ha
referido preponderantemente a aspectos estructurales, ahora se
describirá el funcionamiento del cabezal portaherramientas (1) según
la presente invención, y más exactamente una operación de taladrado
y avellanado a realizar con una herramienta (U) como la que se puede
ver en los dibujos y como se ha descrito con anterioridad.
Los parámetros geométricos del cabezal
portaherramientas (1), del portaherramientas (4) y de la herramienta
(U) se conocen y se ingresan en la unidad de procesamiento (27). En
particular, los parámetros conocidos son la distancia (d_{max})
antes mencionada, la distancia (d_{1}) entre el husillo (3) y la
parte troncocónica de corte (6) y la distancia (d_{2}) entre el
husillo (3) y la broca para taladrar (5) de la herramienta (U).
Además, la unidad de procesamiento (27) está
programada para realizar una cierta cantidad de carreras de
taladrado y avellanado sobre una conocida superficie teórica, cada
una hasta profundidades de taladrado y avellanado
predeterminadas.
La máquina inicia su ciclo operativo acercando
el cabezal portaherramientas (1) a la pieza de trabajo (P) con el
elemento con tope de profundidad (9) en la primera posición, por
ende dispuesto a su máxima distancia (d_{max}) con respecto al
husillo y a la herramienta (U).
Cuando la superficie activa (10) entra en
contacto con la pieza de trabajo (P), el elemento con tope de
profundidad (9) queda fijo contra la superficie (S) a maquinar
mientras que el conjunto de soporte (2) y la herramienta (U) siguen
avanzando. Como consecuencia del movimiento relativo entre el
elemento con tope de profundidad (9) y el conjunto de soporte (2),
se acciona el interruptor (27) y se activa el sensor de
desplazamiento (26). El valor medido por el sensor de
desplazamiento (26) proporciona una indicación en cada instante de
la posición que ocupa la broca para taladrar (5) y la superficie
troncocónica (6) de la herramienta (U), con respecto a la
superficie (S) de la pieza de trabajo, por ende se conoce la
efectiva profundidad de taladrado y avellanado. Cuando las
profundidades efectivas de taladrado/avellanado son iguales a los
valores programados, la unidad de procesamiento (27) imparte la
orden de retroceso del cabezal portaherramientas (1), para que se
disponga en su configuración de listo para dar inicio a otro
ciclo.
ciclo.
En el caso que para realizar una operación se
necesitaran diferentes herramientas, los medios de resorte hacen
que el elemento con tope de profundidad (9) vuelva a su máxima
distancia con respecto al husillo (3) para que la pinza de un
depósito automático de herramientas pueda quitar y reemplazar el
portaherramientas (4) sin interferir con ninguna otra parte del
cabezal (1).
Finalmente, cuando para controlar las
profundidades de taladrado se usa el palpador (7), los medios
actuadores hacen que el elemento con tope de profundidad (9)
retroceda hasta su segunda posición de cercanía al husillo (3). Más
exactamente, la fuente (25) de aire comprimido se interconecta con
la unidad de procesamiento (27) y recibe un mando para enviar aire
dentro del cilindro (24), arrastrando así el vástago (23) hacia
atrás dentro del mismo cilindro (24).
\newpage
De esta manera, cuando la superficie activa (10)
se apoya sobre la pieza de trabajo (P), el sensor (26) detecta esta
situación y, en función del tipo de sensor empleado, la secuencia de
las etapas será la siguiente:
- si el sensor es uno del tipo ON/OFF
(microinterruptor mecánico, transductor inductivo o capacitivo,
etc.), la distancia a cubrir se calcula usando los sistemas de
medida de la máquina, teniendo en cuenta la alineación direccional
del eje (J);
- si el sensor es del tipo de determinación de
distancia que da una salida proporcional a la distancia efectiva,
el procedimiento es como se ha descrito arriba o considerando el
sistema de medida de la máquina y comparando el valor leído por el
sensor (26). Esto introduce redundancia en la operación de
maquinado, de manera de impedir un daño a la pieza de trabajo (P) o
a la misma máquina.
En la realización alternativa de las figuras 7 y
8, los medios actuadores (14) que sirven para hacer retroceder el
elemento con tope de profundidad (9) hasta la segunda posición de
cercanía al husillo (3) y distanciarlo de la punta del palpador
(7), y del brazo (16), son reemplazados por medios actuadores (14a)
que se componen de un único cilindro neumático (24a) con un
correspondiente vástago (23a), el cual
\hbox{también sirve para
reemplazar los medios de resorte (13).}
El cilindro (24a) está conectado a la segunda
parte (2b), y la extremidad del vástago (23a) está fijada al tramo
telescópico del conducto (29).
Por consiguiente, con esta disposición el
cilindro neumático (24a) también funciona como un brazo individual
(16) en condiciones de desplazar el elemento con tope de profundidad
(9) entre las dos posiciones.
En el ejemplo de las figuras 7 y 8, el conducto
telescópico (29) presenta un primer tramo (30) con una primera
extremidad (30a) conectada al conjunto de soporte (2), y una segunda
extremidad (30b) dentro de la cual está introducida con libertad de
deslizamiento la primera extremidad (31a) de un segundo tramo (31).
La segunda extremidad (31b) del segundo tramo (31) está conectada
al cuerpo hueco (15) del elemento con tope de profundidad (9). En
este ejemplo el cuerpo hueco (15) tiene forma substancialmente
troncocónica.
El primer tramo (30) se extiende paralelo al eje
de maquinado (J) y está distanciado de este mismo eje (J).
El segundo tramo (31) del conducto presenta un
perfil con forma de "S" con una parte de conexión final (32)
inclinada con respecto al eje de maquinado (J) y acoplada al cuerpo
hueco (15) del elemento con tope de profundidad (9).
En esta realización, además, la primera
extremidad (30a) del primer tramo (30) del conducto telescópico (29)
está fijada con posibilidad de rotación a la segunda parte (2b) del
conjunto de soporte (2), libre de girar sobre el eje (A) de
articulación perpendicular al eje de maquinado (J) y está en
condiciones de seguir el movimiento angular descrito por la primera
parte (2a) del conjunto de soporte (2).
El cabezal portaherramientas (1) de las figuras
7 y 8 también comprende varillas (17), cada una conectada mediante
la extremidad final (17a) a una extremidad (30a) del primer tramo
(30) del conducto telescópico (29), y mediante la otra extremidad
(17b) a la extremidad opuesta (30b) del primer tramo (30). Las
varillas (17) son deslizantes dentro de respectivos patines (34) y
sirven para estabilizar el conducto cuando realiza el movimiento
telescópico.
Como en los ejemplos de las figuras de 1 a 6,
por ende, en los de las figuras 7 y 8, los detritos se extraen del
área de maquinado mediante medios de extracción de polvos (33), a
través del cuerpo hueco (15) y del conducto (29).
Con el cilindro neumático (24a) conectado a
dicha fuente (25) de aire comprimido, se pueden utilizar
selectivamente una presión de mando y un control direccional
para:
- mantener el elemento con tope de profundidad
(9) apretado contra la pieza de trabajo (P), aplicando una fuerza
proporcional a la presión de aire suministrada por la fuente
(25);
- hacer retroceder el cuerpo hueco (15) cuando
está funcionando el palpador (7).
Cabe hacer notar que el cilindro neumático (24a)
también desempeña la función de medio de resorte (13a) capaz de
empujar el elemento con tope de profundidad (9) hacia la primera
posición, distanciada del husillo (3).
El funcionamiento del cabezal portaherramientas
(1) de las figuras 7 y 8 no es diferente al exhibido en las figuras
de 1 a 5 y en la figura 6.
A través de la presente invención se superan las
desventajas pertenecientes a la técnica conocida y, por ende, se
logran los objetivos señalados al principio.
Primero y ante todo, el cabezal
portaherramientas para máquinas herramientas multieje en conformidad
con la presente invención ofrece un control preciso y continuo de
la profundidad de maquinado en todo momento del proceso, incluso
cuando se maquina una superficie cuya altura podría no conocerse con
exactitud.
Además, el cabezal portaherramientas publicado
permite maquinar a una profundidad controlada usando
portaherramientas de tipo estándar que son más económicos, más
chicos y más livianos y más fáciles de obtener que los que
normalmente se utilizaron hasta el presente para aplicaciones del
tipo en cuestión.
El cabezal portaherramientas de la presente
invención permite un rápido y totalmente automático reemplazo del
portaherramientas, sin necesidad de extraer ninguna parte del
cabezal o de la máquina. En particular, no existe la necesidad de
desmontar la boca de extracción de polvos.
Nuevamente, dado que el elemento con tope de
profundidad de un cabezal portaherramientas en conformidad con esta
invención no está instalado en el portaherramientas por medio de
cojinetes blindados, la velocidad de rotación del husillo no se ve
limitada.
Finalmente, el elemento con tope de profundidad
del cabezal portaherramientas publicado puede ser desplazado a una
posición no activa, por ejemplo para permitir el uso de un palpador,
sin tener que desvincular el mismo elemento del componente de
soporte.
Las ventajas señaladas arriba se traducen en
tiempos improductivos mínimos entre los ciclos operativos y, por
consiguiente, en una producción optimizada.
Claims (22)
1. Cabezal portaherramientas para máquinas
herramientas multieje, que comprende:
- un conjunto de soporte (2);
- un husillo (3) instalado en el conjunto de
soporte (2), que sostiene un portaherramientas extraíble (4) y
giratorio alrededor de un respectivo eje de maquinado (J) de manera
que una herramienta (U) fijada en el portaherramientas (4) pueda
ser puesta en rotación;
- un elemento con tope de profundidad (9), que
presenta una superficie activa (10) substancialmente transversal al
eje de maquinado (J) y que se puede posicionar contra la superficie
(S) de una pieza de trabajo (P), que está instalado en el conjunto
de soporte (2) y es capaz de moverse a lo largo del eje de maquinado
(J) entre una primera posición extendida, distanciada del husillo
(3) y del conjunto de soporte (2), y una segunda posición retraída,
de proximidad con el husillo (3) y el conjunto de soporte (2);
- medios sensores (12) en condiciones de
determinar la posición axial de la superficie activa (10) con
respecto al conjunto de soporte (2) y así monitorear la profundidad
hasta la cual la herramienta (U) penetra dentro de la pieza de
trabajo (P);
caracterizado por el hecho
que, además,
comprende:
- medios de extracción de polvos conectados al
elemento con tope de profundidad (9) y que sirven para extraer los
detritos producidos durante el maquinado; el elemento con tope de
profundidad (9) comprendiendo un cuerpo hueco que circunda al eje
de maquinado (J) y que delimita una cámara de aspiración (C)
conectada fluídicamente a los medios de extracción de polvos; la
cámara de aspiración (C) estando conectada a los medios de
extracción de polvos a través de un conducto telescópico (29) de
manera de mantener la conexión fluida entre la cámara de aspiración
(C) y los medios de extracción durante el movimiento del elemento
con tope de profundidad (9).
2. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 1, donde la superficie activa (10) circunda al eje de
maquinado (J) y presenta un canal de paso (11) para la herramienta
(U).
3. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 1, que además comprende medios de resorte (13)
mediante los cuales el elemento con tope de profundidad (9) es
empujado hacia la primera posición extendida, distanciada del
husillo (3).
4. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 3, que comprende medios actuadores (14) mediante los
cuales el elemento con tope de profundidad (9) es llevado a la
segunda posición retraída de cercanía con el husillo (3), contra la
acción de los medios de resorte (13), de manera de volver inactivo
el elemento con tope de profundidad (9) al menos cuando la
herramienta (U) fijada al portaherramientas (4) es un palpador
(7).
5. Cabezal portaherramientas según las
reivindicaciones precedentes, que comprende al menos un brazo (16)
mediante el cual se mueve el elemento con tope de profundidad (9),
que presenta una primera extremidad (16a) instalada en el conjunto
de soporte (2) y una segunda extremidad (16b) fijada al elemento con
tope de profundidad
(9).
(9).
6. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 5, donde el al menos un brazo de movimiento (16)
comprende una varilla (17) cuya primera extremidad (17a) se puede
mover de manera deslizante en un cilindro (18) instalado en el
conjunto de soporte (2) y una segunda extremidad (17b), opuesta a la
primera extremidad (17a), está conectada al elemento con tope de
profundidad (9).
7. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 6, con la reivindicación 5 dependiente de la
reivindicación 4, donde los medios de resorte (13) incluyen al
menos un resorte que opera entre el cilindro (18) y la varilla (17)
del por lo menos un brazo de movimiento (16).
8. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 7, donde los medios actuadores (14) son medios
neumáticos alternativos instalados en paralelo con el cilindro (18)
y la varilla (17) del por lo menos un brazo de movimiento
(16).
(16).
9. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 8, donde la varilla (17) se extiende paralela al eje
de maquinado (J) y a una cierta distancia de este último, y el brazo
de movimiento (16) además comprende una parte de conexión (19) que
se extiende desde la segunda extremidad (17b) de la varilla (17)
hasta el elemento con tope de profundidad (9).
10. Cabezal portaherramientas según las
reivindicaciones 5, 6, 7, 8 o 9, que comprende dos brazos de
movimiento (16) situados de lados opuestos con respecto al eje de
maquinado (J).
\newpage
11. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 1, donde medios sensores (12) en condiciones de
determinar la posición de la superficie activa (10) con respecto al
conjunto de soporte (2) comprenden al menos un sensor de
desplazamiento (26) conectado a una unidad de procesamiento
(27).
12. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 11, donde el sensor de desplazamiento (26) es un
transductor LVDT instalado entre el conjunto de soporte (2) y el
elemento con tope de profundidad (9).
13. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 11, donde el sensor de desplazamiento (26) es un
palpador de medida instalado entre el conjunto de soporte (2) y el
elemento con tope de profundidad (9).
14. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 11, donde el sensor de desplazamiento (26) es un
transductor de medida inductivo que opera entre el conjunto de
soporte (2) y el elemento con tope de profundidad (9).
15. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 11, donde el sensor de desplazamiento (26) es un
sensor láser de desplazamiento que opera entre el conjunto de
soporte (2) y el elemento con tope de profundidad (9).
16. Cabezal portaherramientas según las
reivindicaciones de 11 a 15, donde los medios sensores (12) además
comprenden al menos un interruptor (28) que sirve para activar el
por lo menos un sensor de desplazamiento (26) como consecuencia del
movimiento del elemento con tope de profundidad (9) en alejamiento
de la primera posición distanciada con respecto al husillo (3).
17. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 5, donde el conjunto de soporte (2) comprende una
primera parte (2a) con el husillo (3) y una segunda parte (2b) que
se puede fijar a la máquina herramienta multieje, de las cuales la
primera parte (2a) está instalada con libertad de rotación en la
segunda parte (2b) y, por ende, en condiciones de girar alrededor
de un eje (A) de articulación normal al eje de maquinado (J).
18. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 17, donde la primera extremidad (16a) del por lo
menos un brazo de movimiento (16) está instalada en la primera
parte (2a) del conjunto de soporte (2) y el conducto telescópico de
conexión (29) presenta una primera extremidad (30a) instalada con
libertad de rotación en la segunda parte (2b) del conjunto de
soporte (2), en condiciones de girar alrededor del eje (A) de
articulación normal al eje de maquinado (J).
19. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 1, donde el elemento con tope de profundidad (9) está
separado de la herramienta (U), cuando ocupa la primera posición
distanciada del husillo (3), lo suficiente como para permitir la
extracción y el reemplazo del portaherramientas (4).
20. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación de 1 a 19, que comprende un cilindro neumático (24a)
que funciona al menos como un único brazo de movimiento (16) en
condiciones de mover el elemento con tope de profundidad (9) entre
la primera y la segunda posición.
21. Cabezal portaherramientas según la
reivindicación 20, donde el cilindro neumático (24a) desempeña la
función de los medios de resorte (13b) mediante los cuales el
elemento con tope de profundidad (9) es empujado hacia la primera
posición, distanciada del husillo (3).
22. Máquina herramienta multieje que comprende
un cabezal portaherramientas según una o varias de las
reivindicaciones de 1 a 21.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITBO04A0217 | 2004-04-16 | ||
| IT000217A ITBO20040217A1 (it) | 2004-04-16 | 2004-04-16 | Testa operatrice per macchine utensili pluriasse |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2306068T3 true ES2306068T3 (es) | 2008-11-01 |
Family
ID=34943149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES05425225T Active ES2306068T3 (es) | 2004-04-16 | 2005-04-14 | Cabezal portaherramientas con medios sensores para control de profundidad. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7220088B2 (es) |
| EP (1) | EP1586414B1 (es) |
| CN (1) | CN200951465Y (es) |
| AT (1) | ATE391579T1 (es) |
| DE (1) | DE602005005889T2 (es) |
| ES (1) | ES2306068T3 (es) |
| IT (1) | ITBO20040217A1 (es) |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITBO20050752A1 (it) * | 2005-12-07 | 2007-06-08 | Jobs Spa | Portautensili per fresatrici, macchina fresatrice e procedimento di fresatura |
| US20080219792A1 (en) * | 2007-03-07 | 2008-09-11 | Primetool Mfg, Inc. | Method for correcting tool gripper |
| ITPD20070164A1 (it) * | 2007-05-04 | 2008-11-05 | Lg Technologies S R L | Macchina operatrice per micro-lavorazioni di fresatura e/o foratura di precisione |
| ITBO20070451A1 (it) * | 2007-06-29 | 2008-12-30 | Jobs Spa | Dispositivo di verifica delle dimensioni di svasature. |
| ITBO20070538A1 (it) * | 2007-07-30 | 2009-01-31 | Jobs Spa | Dispositivo di lavorazione di pezzi, in particolare pezzi aeronautici ricavati da blocchi pieni di materia prima. |
| US9776296B2 (en) | 2008-05-09 | 2017-10-03 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Power tool dust collector |
| US8967923B2 (en) | 2012-01-13 | 2015-03-03 | Aeg Electric Tools Gmbh | Dust suction device for drilling machine |
| ITMI20081251A1 (it) * | 2008-07-10 | 2010-01-10 | Ficep Spa | Apparecchiatura per la realizzazione di fori a diametro variabile in lamiere |
| CN101683715A (zh) * | 2008-09-23 | 2010-03-31 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 数控机床及其对工件加工的方法 |
| DE102009012154B4 (de) * | 2009-03-06 | 2011-05-05 | Thyssenkrupp Drauz Nothelfer Gmbh | Bearbeitungseinrichtung und Verfahren zur automatisierten Bestimmung eines Gesamtverfahrwegs einer Bearbeitungseinrichtung zur Gewährleistung einer vorbestimmten Überarbeitungstiefe |
| DE102009012155A1 (de) * | 2009-03-06 | 2010-09-09 | Thyssenkrupp Drauz Nothelfer Gmbh | Bearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks |
| CN101898253B (zh) * | 2009-05-31 | 2013-03-20 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 数控机床 |
| CN101905429B (zh) * | 2009-06-03 | 2012-01-25 | 大量科技股份有限公司 | 多轴加工机 |
| US8875804B2 (en) * | 2010-01-07 | 2014-11-04 | Black & Decker Inc. | Screwdriving tool having a driving tool with a removable contact trip assembly |
| IT1399463B1 (it) * | 2010-04-16 | 2013-04-19 | Paolino Bacci Srl | "una testa operatrice per macchine utensili con bocca di aspirazione di trucioli" |
| DE102010063480A1 (de) * | 2010-12-20 | 2012-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Mess- und Staubabsaugeinrichtung für eine Werkzeugmaschine |
| US9199351B2 (en) * | 2011-05-09 | 2015-12-01 | The Boeing Company | Drilling machine having hole measurement capability |
| CN102423810A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-04-25 | 山东法因数控机械股份有限公司 | 一种多功能液压自控行程钻削动力头 |
| US9370372B2 (en) | 2013-09-04 | 2016-06-21 | Mcginley Engineered Solutions, Llc | Drill bit penetration measurement systems and methods |
| CN104416406B (zh) * | 2013-09-11 | 2017-03-01 | 富鼎电子科技(嘉善)有限公司 | 进给装置及采用该进给装置的双轴加工机 |
| US9833244B2 (en) | 2013-11-08 | 2017-12-05 | Mcginley Engineered Solutions, Llc | Surgical saw with sensing technology for determining cut through of bone and depth of the saw blade during surgery |
| USD742081S1 (en) | 2014-01-15 | 2015-10-27 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Dust collector |
| USD741557S1 (en) | 2014-01-15 | 2015-10-20 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Dust collector |
| US9308593B2 (en) * | 2014-04-02 | 2016-04-12 | Hiwin Technologies Corp. | Angle-adjustable thread processing machine |
| AU2015312037A1 (en) | 2014-09-05 | 2017-03-02 | Mcginley Engineered Solutions, Llc | Instrument leading edge measurement system and method |
| FR3030325B1 (fr) * | 2014-12-23 | 2017-07-14 | Airbus Group Sas | Procede de percage et machine pour la mise en oeuvre de ce procede |
| JP6847865B2 (ja) * | 2015-06-22 | 2021-03-24 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | 多軸工作機械及びこれを制御する方法 |
| CN113081155A (zh) | 2015-09-03 | 2021-07-09 | 史赛克公司 | 带有包括在钻头上滑动的探针的一体化深度计的动力手术钻机 |
| AU2016343950B2 (en) | 2015-10-27 | 2021-06-17 | Mcginley Engineered Solutions, Llc | Techniques and instruments for placement of orthopedic implants relative to bone features |
| US10321921B2 (en) | 2015-10-27 | 2019-06-18 | Mcginley Engineered Solutions, Llc | Unicortical path detection for a surgical depth measurement system |
| ITUB20154937A1 (it) * | 2015-11-03 | 2017-05-03 | Scm Group Spa | Dispositivo di lavorazione perfezionato e relativo metodo di funzionamento. |
| US10321920B2 (en) | 2015-11-06 | 2019-06-18 | Mcginley Engineered Solutions, Llc | Measurement system for use with surgical burr instrument |
| JP2018158427A (ja) * | 2017-03-23 | 2018-10-11 | センクシア株式会社 | 切粉回収機 |
| US10987113B2 (en) | 2017-08-25 | 2021-04-27 | Mcginley Engineered Solutions, Llc | Sensing of surgical instrument placement relative to anatomic structures |
| AU2018345760A1 (en) | 2017-10-02 | 2020-01-30 | Mcginley Engineered Solutions, Llc | Surgical instrument with real time navigation assistance |
| EP3883727A4 (en) | 2018-11-19 | 2023-03-15 | Milwaukee Electric Tool Corporation | DUST COLLECTOR WITH FILTER CLEANING MECHANISM |
| US11517326B1 (en) | 2019-02-07 | 2022-12-06 | Stryker Corporation | Methods and systems of determining drill breakthrough during surgical drilling |
| CN110253053A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-20 | 江门市精钻数控科技有限公司 | 一种转动钻孔导向装置及其具有转动钻孔导向装置的钻床 |
| US11529180B2 (en) | 2019-08-16 | 2022-12-20 | Mcginley Engineered Solutions, Llc | Reversible pin driver |
| CN110539197A (zh) * | 2019-10-10 | 2019-12-06 | 浙江日发航空数字装备有限责任公司 | 一种主轴端部距离可调节吸尘机构 |
| EP4126448A1 (en) | 2020-03-25 | 2023-02-08 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Dust collector assembly |
| CN112571139A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-30 | 王长安 | 一种高精度数控车床用精准定位系统 |
| EP4338910A1 (en) | 2022-09-13 | 2024-03-20 | Essepigi S.r.l. | Panel working machine comprising a feeler with floating operating head of the machine |
| CN116352508B (zh) * | 2023-05-08 | 2023-11-14 | 顾斌超 | 卧式数控钻铣床 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1220732B (it) | 1988-03-09 | 1990-06-21 | Jobs Spa | Metodo ed apparecchiatura per effettuare fori con svasature su superfici a quota qualsiasi |
| US5848859A (en) * | 1997-01-08 | 1998-12-15 | The Boeing Company | Self normalizing drill head |
| DE19751209C2 (de) * | 1997-11-19 | 2000-08-24 | Walter A Maier | Vorrichtung für Handwerkzeugmaschinen, insbesondere für Handbohrmaschinen, Innenschleifer o. dgl. zur Messung und Anzeige der Bohrtiefe |
| DE29804328U1 (de) * | 1998-03-11 | 1998-07-23 | Leurop Diamantwerkzeuge Gmbh | Vorrichtung zur Aufnahme von Bohrmehl o.dgl., insbesondere zur Montage an einer Bohrmaschine |
| IT1309327B1 (it) * | 1999-07-07 | 2002-01-22 | Jobs Spa | Apparato porta utensile per teste porta mandrino. |
| US6231280B1 (en) * | 1999-08-10 | 2001-05-15 | Northrop Grumman Corporation | Vibration-absorbing end effector of an automated drill and countersink machine |
| US6550118B2 (en) * | 2001-02-02 | 2003-04-22 | Electroimpact, Inc. | Apparatus and method for accurate countersinking and rivet shaving for mechanical assembly operations |
| US6514018B2 (en) * | 2001-03-22 | 2003-02-04 | The Boeing Company | Pneumatic drilling end effector |
| US6776562B2 (en) * | 2001-09-10 | 2004-08-17 | The Boeing Company | Power feed aline-a-drill attachment |
| ITBO20030043A1 (it) | 2003-01-31 | 2004-08-01 | Jobs Spa | Testa porta utensili per macchine utensili pluri asse |
-
2004
- 2004-04-16 IT IT000217A patent/ITBO20040217A1/it unknown
-
2005
- 2005-04-14 ES ES05425225T patent/ES2306068T3/es active Active
- 2005-04-14 EP EP05425225A patent/EP1586414B1/en not_active Not-in-force
- 2005-04-14 AT AT05425225T patent/ATE391579T1/de not_active IP Right Cessation
- 2005-04-14 DE DE602005005889T patent/DE602005005889T2/de active Active
- 2005-04-15 US US11/106,579 patent/US7220088B2/en active Active
- 2005-04-15 CN CNU2005200118334U patent/CN200951465Y/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ITBO20040217A1 (it) | 2004-07-16 |
| US7220088B2 (en) | 2007-05-22 |
| EP1586414A2 (en) | 2005-10-19 |
| US20050232714A1 (en) | 2005-10-20 |
| DE602005005889D1 (de) | 2008-05-21 |
| CN200951465Y (zh) | 2007-09-26 |
| EP1586414A3 (en) | 2005-12-07 |
| ATE391579T1 (de) | 2008-04-15 |
| EP1586414B1 (en) | 2008-04-09 |
| DE602005005889T2 (de) | 2009-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2306068T3 (es) | Cabezal portaherramientas con medios sensores para control de profundidad. | |
| ES2285394T3 (es) | Portaherramientas para maquinas herramientas, con medios para controlar la profundidad de maquinado. | |
| ES2336956T3 (es) | Maquina herramienta con rotacion mejorada. | |
| CN102387891B (zh) | 用于加工工件的加工装置 | |
| KR102477934B1 (ko) | 공작기계 | |
| ES2356236T3 (es) | HUSILLO DE SOLDADURA DE FRICCIóN CON EJE DE HUSILLO QUE SE PUEDE DESPLAZAR AXIALMENTE. | |
| EP2666588B1 (en) | Attachment for dust collection for cutting machining, dust collecting duct for machine tools, tool holder for machine tools, and machine tool | |
| US8596938B2 (en) | Backbore tool with coolant actuation | |
| US7214013B2 (en) | Dust extraction device for machine tools | |
| US20180169813A1 (en) | Method and arrangement of introducing boreholes into a surface of a workpiece mounted in a stationary manner using a boring tool attached to an articulated-arm robot | |
| ES2468023T3 (es) | Dispositivo de mecanización y procedimiento para garantizar una profundidad de reelaboración predeterminada | |
| JP4977227B2 (ja) | 深穴加工装置 | |
| ES2339828T3 (es) | Dispositivo para maquinar piezas de trabajo, en particular partes aeronauticas fabricadas a partir de bloques solidos de materia prima. | |
| KR101157249B1 (ko) | 프린트기판의 천공방법 및 프린트기판가공기 | |
| EP2298494B1 (en) | Tool holder with a suction system, an axial knuckle joint and a sensing device | |
| JP6948928B2 (ja) | 主軸装置および工作機械 | |
| ES2744938T3 (es) | Dispositivo sensor y de posicionamiento para un cabezal de mecanizado de una máquina-herramienta, máquina-herramienta que comprende un dispositivo tal, y procedimiento de mecanizado asociado | |
| ES2367458T3 (es) | Dispositivo para controlar dimensiones de avellanado. | |
| JP2014073571A (ja) | 面直倣い機構、これを備えた加工装置および加工方法 | |
| US20190030624A1 (en) | Countersinking tool, tool arrangement and method | |
| ES2881608T3 (es) | Robot de brazo articulado y método para mecanizar con arranque de virutas una pieza de trabajo mediante el robot de brazo articulado | |
| AU2007332134B2 (en) | Slotting machine | |
| ITUB20154937A1 (it) | Dispositivo di lavorazione perfezionato e relativo metodo di funzionamento. | |
| TW202128317A (zh) | 車床及其引導構件安裝方法 | |
| ES2198921T3 (es) | Unidad de sensor de superficie accionada electronicamente. |