ES2321033T3 - Maquina herramienta. - Google Patents

Abstract

Máquina-herramienta, con una base de la máquina, un primer y un segundo ejes de movimiento (2, 7), una primera unidad portafunciones (1; 24) que se puede desplazar respecto a la base de la máquina según un primer trayecto correspondiente a un primer eje de movimiento (2) mediante una primera unidad de movimiento accionada por un motor de accionamiento controlado, y una segunda unidad portafunciones (5; 26) desplazable según un segundo trayecto correspondiente a un segundo eje de movimiento (7) mediante una segunda unidad de movimiento, de modo que el primer eje de movimiento (2) es un eje de movimiento lineal y la segunda unidad de movimiento comprende una primera unidad de acoplamiento (13; 32) que se puede cambiar entre un estado de conexión y un estado de desconexión, una parte de accionamiento que, cuando la primera unidad de acoplamiento (13; 32) está conectada, se puede accionar mediante el movimiento de la primera unidad portafunciones (1; 24) a lo largo de un trayecto correspondiente al primer trayecto de la misma, y una parte de salida accionada por la parte de accionamiento, mediante la cual se acciona la segunda unidad portafunciones (5; 26) a lo largo de su segundo trayecto, caracterizada porque la parte de accionamiento y la parte de salida del segundo dispositivo de movimiento son secciones de una varilla rígida (12), cuyo eje longitudinal es paralelo al eje de movimiento lineal (2), que están axialmente separadas entre sí en la dirección de movimiento.

Description

Máquina herramienta.

La presente invención se refiere a una máquina-herramienta con una base, un primer y un segundo ejes de movimiento, una primera unidad portafunciones que, mediante una primera unidad de movimiento accionada por un motor de impulsión, de accionamiento controlado, se puede mover según un primer trayecto respecto a la base y que se corresponde con el primer eje de movimiento, y una segunda unidad portafunciones que, mediante una segunda unidad de movimiento, se puede mover según un segundo trayecto respecto a la base y que se corresponde al segundo eje de movimiento, de modo que el primer eje de movimiento es un eje de movimiento lineal y la segunda unidad de movimiento comprende una primera unidad de acoplamiento que puede ser cambiada entre un estado de conexión y un estado de desconexión, una parte de accionamiento que, mediante la primera unidad portafunciones, se puede accionar a lo largo de un trayecto que se corresponde con dicho primer trayecto, y una parte de salida, accionada por la parte de accionamiento, mediante la cual se acciona la segunda unidad portafunciones a lo largo de dicho segundo trayecto.

Sobre las unidades portafunciones de tales máquinas-herramientas se montan, en especial, piezas a mecanizar, por ejemplo, piezas en bruto para dentar o ruedas dentadas desbastadas, y herramientas de mecanizado, por ejemplo, fresas o husillos de rectificado. El contacto entre la herramienta y la pieza a mecanizar, deseado para el mecanizado, se obtiene mediante los movimientos de dichas unidades portafunciones según sus ejes de movimiento. Las unidades de movimiento que accionan las unidades portafunciones según sus ejes de movimiento, normalmente están dotadas de un motor de accionamiento controlado propio para cada eje de movimiento. Gracias a los trayectos de las unidades portafunciones resultantes del control de estos motores de accionamiento, el movimiento relativo entre la herramienta y la pieza a mecanizar deseado para la operación de mecanizado se ajusta con la alta precisión requerida. Otra unidad portafunciones puede servir, por ejemplo, como portadora de una tobera, con la que se aporta un agente refrigerante a la zona de mecanizado. Gracias a la movilidad de esta unidad portafunciones, se puede regular del modo deseado la separación respecto a la pieza a mecanizar o a la herramienta. No obstante, equipar cada eje de movimiento con su propio motor de accionamiento controlado representa un coste de construcción elevado.

En un torno conocido del tipo citado al principio (DE 196 49 322 A1), la primera unidad portafunciones está constituida por un carro portador de las herramientas que puede ser desplazado por control numérico a lo largo de guías mediante un husillo. Como segundas unidades portafunciones se han previsto dos grupos secundarios, desplazables en tándem sobre guías paralelas a las guías del carro portador de las herramientas. En el lado del carro portador de las herramientas orientado hacia los grupos secundarios se han previsto dos orificios de alojamiento en los que se pueden acoplar pernos de arrastre, los cuales están montados sobre los grupos secundarios y se pueden empujar hacia afuera a su posición de enclavamiento mediante accionamientos de émbolo. Con esta disposición, el acoplamiento entre el carro portador de las herramientas (8) y el grupo secundario correspondiente sólo se puede realizar cuando aquél se desplaza a una posición en la que sus orificios de alojamiento están centrados con respecto a los pernos de arrastre de éste. Adicionalmente, se ha previsto para los grupos secundarios un mecanismo de accionamiento de cilindro, mediante cuyo vástago de émbolo se pueden unir mediante acoplamientos y ser desplazados por dichos accionamientos a lo largo de sus guías.

Por el contrario, la presente invención tiene por objeto crear una máquina-herramienta de la clase citada al principio, dotada de la misma capacidad funcional y cuya construcción es menos costosa.

Según la invención, este objetivo se consigue haciendo que la parte de accionamiento y la parte de salida del segundo dispositivo de movimiento sean secciones axialmente separadas de una varilla rígida cuyo eje longitudinal es paralelo al eje de movimiento lineal.

La presente invención se basa en el concepto de que los ejes de movimiento, siempre que no se correspondan con grados de libertad totalmente independientes, no necesariamente deben estar asociados a accionamientos independientes con motores de accionamiento individuales. Por el contrario, según la invención, se prescinde de un motor de accionamiento propio para la segunda unidad portafunciones, y su energía cinética se deriva del movimiento de la primera unidad portafunciones accionada por su motor de accionamiento controlado. De este modo, cuando la primera unidad de acoplamiento está conectada, la segunda unidad de movimiento reproduce en su parte de salida el movimiento de su parte de accionamiento que la primera unidad portafunciones genera en la segunda unidad portafunciones. Por el contrario, cuando se cambia la primera unidad de acoplamiento a su posición de desconexión, la segunda unidad portafunciones queda parada en la posición que se corresponde con el segundo trayecto que ha recorrido hasta ese momento. De esta manera, la configuración según la invención satisface los múltiples requerimientos de las máquinas-herramientas, cuando no es necesario poder desplazar en todo momento la segunda unidad portafunciones independientemente de la primera unidad portafunciones. Por ejemplo, en la máquina-herramienta, según la invención, el segundo trayecto de la segunda unidad portafunciones puede ser precisamente opuesto al primer trayecto de la primera unidad portafunciones, de modo que la segunda unidad portafunciones, cuando está acoplada a la primera unidad portafunciones, se mantiene estática con respecto a la base de la máquina. Por otra parte, mediante el adecuado cambio de la primera unidad de acoplamiento, es posible conseguir movimientos relativos temporales y, con ello, cambios de posición recíprocos entre la primera unidad portafunciones y la segunda unidad portafunciones asociada a ella.

En especial, el concepto de la invención prevé que el primer eje de movimiento sea un eje de movimiento lineal. De este modo, cuando la primera unidad de acoplamiento se encuentra conectada, la parte de accionamiento de la segunda unidad de movimiento sigue la trayectoria lineal de la primera unidad portafunciones. En este caso, la parte de accionamiento y la parte de salida del segundo dispositivo de movimiento son secciones axialmente separadas de una varilla rígida cuyo eje longitudinal es paralelo al eje de movimiento lineal. Cuando la primera unidad de acoplamiento está conectada, esta varilla es arrastrada o empujada por la primera unidad portafunciones según la dirección del movimiento de la misma y, como consecuencia de este trayecto, aporta la energía cinética necesaria para el accionamiento de la segunda unidad portafunciones.

En otra forma de realización ventajosa, la segunda unidad de movimiento comprende una segunda unidad de acoplamiento que puede ser cambiada en sentido opuesto a la primera unidad de acoplamiento entre un estado de conexión, en el que la segunda unidad de movimiento está bloqueada, y un estado de desconexión en el que la segunda unidad de movimiento está desbloqueada para su accionamiento. De esta manera, la segunda unidad de acoplamiento bloquea la segunda unidad portafunciones en la posición correspondiente al segundo trayecto recorrido hasta la desconexión de la primera unidad de acoplamiento. Con ello se asegura que, también en caso de que actúen fuerzas perturbadoras, esta posición se mantiene hasta después de la desconexión de la segunda unidad de acoplamiento y del paso de la primera unidad de acoplamiento a su estado de conexión que vuelve a transmitir a la segunda unidad portafunciones la energía motriz derivada de la primera unidad portafunciones.

Es conveniente que la primera unidad de acoplamiento comprenda un elemento inmovilizador sobre el que se puede inmovilizar la sección de la varilla que conforma la parte de accionamiento cuando la primera unidad de acoplamiento se encuentra en estado de conexión. Esta realización de la primera unidad de acoplamiento se caracteriza por su elevada seguridad de funcionamiento y su sencillez constructiva. Se pueden obtener las consiguientes ventajas si la segunda unidad de acoplamiento comprende un elemento inmovilizador sobre el que se puede inmovilizar la sección de la varilla que conforma la parte de salida cuando la segunda unidad de acoplamiento se encuentra en estado de
conexión.

Según otro concepto de la invención se prevé que la parte de accionamiento y la parte de salida del segundo dispositivo de movimiento estén conformadas por respectivas unidades de cilindro y émbolo accionadas a presión, en cada una de las cuales sobresale del cilindro un vástago unido al émbolo y cuyas respectivas cámaras, separadas en cada cilindro por el correspondiente émbolo, están conectadas entre sí mediante conducciones de presión que se extienden entre las dos unidades de cilindro y émbolo, y que el vástago del émbolo de la unidad de cilindro y émbolo que conforma la parte de accionamiento sea paralelo al eje de movimiento lineal.

Dado que en este caso las cámaras correspondientes de los cilindros están conectadas entre sí con las conducciones de presión, un movimiento generado en el vástago del émbolo de una unidad de cilindro y émbolo hace que, como consecuencia del desplazamiento del medio de presión, el émbolo de la otra unidad de cilindro y émbolo correspondiente y, con ello, su vástago de émbolo, realizan un movimiento correspondiente. Cuando los dos cilindros tienen la misma sección transversal interna, los trayectos de los dos vástagos de émbolo son iguales.

Una posibilidad de aportación de la energía cinética a la segunda unidad de movimiento es que la unidad de cilindro y émbolo que configura la parte de accionamiento esté fijada sobre la primera unidad portafunciones y la primera unidad de acoplamiento en la base de la máquina. Sin embargo, también se puede prever como alternativa que la unidad de cilindro y émbolo que conforma la parte de accionamiento esté fijada sobre la base de la máquina, y que la primera unidad de acoplamiento esté fijada sobre la primera unidad portafunciones.

Igual que en las formas de realización cuya segunda unidad de movimiento comprende la varilla, también en las formas de realización que comprenden unidades de cilindro y émbolo es adecuado que la primera unidad de acoplamiento comprenda un elemento inmovilizador con el que, cuando la primera unidad de acoplamiento está conectada, se pueda inmovilizar el vástago del émbolo de la unidad de cilindro y émbolo que conforma la parte de accionamiento, y/o que la segunda unidad de acoplamiento comprenda un elemento de apriete con el que, cuando la segunda unidad de acoplamiento está conectada, se pueda inmovilizar el vástago del émbolo de la unidad de cilindro y émbolo que conforma la parte de salida.

La invención se puede utilizar, en especial, en caso de que el segundo eje de movimiento sea un eje de movimiento lineal.

También se puede prever que entre la segunda unidad portafunciones y la parte de salida exista una caja de engranajes que modifique su sentido de marcha o su trayectoria.

Un ejemplo de aplicación importante es montar una herramienta de mecanizado sobre la primera unidad portafunciones y una tobera de agente refrigerante sobre la segunda unidad portafunciones. De este modo, mediante el movimiento de la segunda unidad portafunciones, que se puede derivar del movimiento de la primera unidad portafunciones, se puede ajustar de manera óptima la distancia entre la tobera de agente refrigerante y la herramienta de mecanizado. Esto tiene importancia, en especial, cuando en una herramienta de mecanizado, por ejemplo, un husillo de rectificado, sus dimensiones radiales se reducen progresivamente durante su vida útil debido al desgaste y subsiguiente rectificado, por lo que es necesario reajustar correspondientemente la distancia de la tobera de agente refrigerante.

Muchas aplicaciones se caracterizan porque la primera y la segunda unidades portafunciones son, respectivamente, un primer y un segundo carros soportados de forma desplazable. En tales casos se puede prever, en especial, que el primer carro esté soportado de forma desplazable sobre la base de la máquina, y que el segundo carro esté soportado de forma desplazable sobre el primer carro.

Por ejemplo, el primer carro puede ser un carro portador de las herramientas, y el segundo carro puede servir de soporte para una tobera de agente refrigerante. Así pues, mediante la utilización de la segunda unidad de movimiento que comprende dos unidades de cilindro y émbolo, se puede conseguir que las carreras de movimiento de los dos carros sean iguales en sentido opuesto, de modo que, a pesar de los movimientos de trabajo del primer carro, el segundo carro que soporta la tobera de agente refrigerante permanezca estacionario con respecto a la base de la máquina y, con ello, mantenga su posición con respecto a un soporte de piezas fijo sobre la base de la máquina.

Gracias a que las unidades de acoplamiento pueden ser dispuestas a movimientos de sentido opuesto también es posible, en caso necesario, modificar la posición del segundo carro con respecto a la base de la máquina. Para este fin, se puede inmovilizar mediante el segundo dispositivo de acoplamiento el vástago del émbolo de la unidad de cilindro y émbolo que configura la parte de accionamiento, mientras que la primera unidad de acoplamiento, que realiza la inmovilización de este vástago del émbolo a la base de la máquina o al carro portador de las herramientas, es cambiada a su estado de desconexión, con lo que se libera su inmovilización. Con esta posición de funcionamiento de los dos dispositivos de bloqueo, el segundo carro se desplaza conjuntamente con el carro portador de las herramientas. De este modo se puede utilizar el primer dispositivo de movimiento del carro portador de las herramientas, que trabaja con gran precisión, para posicionar el segundo carro. Cuando el segundo carro ha alcanzado la posición predeterminada respecto al soporte de piezas fijo o a la pieza a mecanizar montada sobre el mismo, se cambia la situación de los dos acoplamientos, de modo que el segundo carro se mantiene en una posición fija con respecto al soporte de piezas, independientemente del movimiento del carro portador de las herramientas.

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A continuación, se explica con más detalle la invención sobre la base de ejemplos de realización y con referencia al dibujo. Las figuras muestran:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de una primera forma de realización, con una primera y una segunda unidades portafunciones;

- la figura 1a es una vista vertical, parcialmente cortada, de la segunda unidad portafunciones y su unidad de movimiento;

- la figura 1b muestra un plano de sección de la unidad de movimiento correspondiente a la figura 1a;

- la figura 2 muestra una sección de una segunda forma de realización; y

- la figura 3 muestra un corte de una forma de realización modificada respecto a la figura 2.

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En la representación parcial de una máquina-herramienta que muestra en perspectiva la figura 1, existe una primera unidad portafunciones con forma de carro (1) que, respecto a una base de la máquina, no representada en la figura 1, está soportada de modo desplazable a lo largo de un primer eje de movimiento lineal paralelo a un eje (2) dibujado en la figura 1. El movimiento del carro (1) a lo largo de este primer eje de movimiento se consigue mediante una primera unidad de movimiento, no representada con detalle en la figura 1, accionada por un motor de accionamiento controlado con forma de servomotor, que tampoco está representado. Sobre el primer carro (1) se soporta una herramienta de mecanizado (3) accionada de modo giratorio, por ejemplo con forma de husillo de rectificado de engranajes, cuyo eje de rotación es paralelo al eje (2).

La máquina-herramienta, según la figura 1, comprende además una segunda unidad portafunciones en forma de un segundo carro (11) que, respecto a la base de la máquina, está soportado de modo desplazable a lo largo de un segundo eje de movimiento lineal paralelo a un eje (10) perpendicular al eje (2).

De las figuras 1a y 1b, respecto a cuyos planos de dibujo son paralelos los ejes (2) y (10), es visible además en relación con la figura 1, que el movimiento del carro (11), a lo largo de su eje de movimiento lineal paralelo al eje (10), es accionado por un piñón (50), que engrana con una cremallera (51) dispuesta en el carro (11). Este piñón (50) está fijo, de modo no giratorio, sobre el extremo, superior en la figura 1, de un árbol (52) soportado de modo giratorio en un bloque de apoyo (11a) estacionario con respecto a la base de la máquina. En el extremo inferior del árbol (52), opuesto al piñón (50), se ha fijado de modo no giratorio un piñón inferior (53), el cual engrana en una zona de cremallera (54) de una varilla rígida (12), la cual se extiende a lo largo del eje (2) paralelo al eje de movimiento lineal del primer
carro (1).

La varilla rígida (12), junto con una primera unidad de acoplamiento (13), una segunda unidad de acoplamiento (14), el árbol (52), los piñones (50), (53) y la cremallera (51), conforma una segunda unidad de movimiento para la segunda unidad portafunciones (11). Cada una de las dos unidades de acoplamiento (13), (14) comprende un elemento inmovilizador que puede ser cambiado, centrado sobre el eje (2), a través del cual se extiende la varilla rígida (12). Cuando el elemento inmovilizador en cuestión es cambiado a su estado de conexión, la varilla (12) queda fija, de modo no desplazable axialmente, sobre la correspondiente unidad de acoplamiento (13), (14). Cuando el correspondiente elemento de unión se cambia a su estado de desconexión, la varilla (12) se puede desplazar axialmente de forma libre respecto a la correspondiente unidad de acoplamiento (13), (14).

La primera unidad de acoplamiento (13) está rígidamente unida al primer carro (1) mediante una pieza de conexión (15). La segunda unidad de acoplamiento (14) está rígidamente unida a un cuerpo (16), el cual, a su vez, está rígidamente unido al bloque de apoyo (11a), y en el que se encuentra la zona de la varilla rígida (12) que engrana en forma de cremallera con el piñón (53) del árbol (52) que se extiende desde el plano inferior representado en la figura 1b hasta el plano superior representado en la figura 1a.

Por ello, cuando la primera unidad de acoplamiento (13) se cambia a su estado de conexión, la varilla (12) sigue el movimiento lineal del primer carro (1) y mediante su sección de cremallera hace girar el árbol (52), con lo que produce en el segundo carro (11), que conforma la segunda unidad portafunciones, el correspondiente movimiento lineal a lo largo del eje (10). De esta manera, la sección de la varilla (12) situada en la zona de la primera unidad de acoplamiento (13) constituye la parte de accionamiento, y la sección de la varilla (12) situada en la zona de la caja (16) es la parte de salida del segundo dispositivo de movimiento de la segunda unidad portafunciones.

La segunda unidad de acoplamiento (14) está dispuesta en marcha inversa respecto a la primera unidad de acoplamiento (13). Consecuentemente, la segunda unidad de acoplamiento (14) está en estado desconectado cuando la primera unidad de acoplamiento (13) está conectada, ocasionando el arrastre del movimiento entre la primera unidad portafunciones y la varilla (12). Una vez que, como consecuencia de este arrastre, la segunda unidad portafunciones se ha ajustado a la posición deseada, se cambia la primera unidad de acoplamiento (13) a su posición de desconexión. La segunda unidad de acoplamiento (14) pasa con marcha inversa a su posición de conexión, con lo que la varilla (12) queda inmovilizada respecto a la caja (16). Con ello, la segunda unidad portafunciones (11) queda fijada en su posición ajustada.

Sobre la segunda unidad de movimiento, en especial sobre la varilla rígida (12), se puede prever un punto de referencia que puede ser detectado por un sensor cuando pasa por delante del mismo. Mediante la señal de detección del sensor del punto de referencia, el dispositivo de control electrónico recibe información suficiente para calcular en cada momento la posición de la segunda unidad portafunciones (11). De este modo, se puede realizar una indicación de la posición actual o bien un ajuste automático de la posición de la segunda unidad portafunciones (11).

El cambio de las unidades de acoplamiento (13), (14) entre sus estados de conexión y de desconexión se puede realizar, por ejemplo, con accionamiento hidráulico, neumático o de motor eléctrico, controlado por una unidad de mando adecuada.

Sobre el segundo carro (11) que conforma la segunda unidad portafunciones se dispone mediante una sección de fijación (5) una tobera (6) de agente refrigerante, con la que se puede dirigir un chorro de agente refrigerante líquido sobre la superficie exterior (4) de la herramienta de mecanizado (3). Así pues, mediante el trayecto lineal del carro (11) paralelo al eje (10) se puede ajustar la distancia entre la tobera (6) de agente refrigerante y la superficie exterior (4) de la herramienta de mecanizado (3).

Alternativamente, este ajuste también se podría realizar configurando una pieza (8) de la sección de fijación (5), que se extiende a lo largo de un eje (7) paralelo al eje (2) de modo que pueda girar sobre dicho eje. Gracias al trayecto de giro posible de la pieza (8) sobre el eje (7), se puede entonces ajustar la posición angular de la tobera de agente refrigerante (6) dispuesta sobre un brazo portante (9) que sobresale radialmente de la pieza (8). De este modo se puede ajustar, en especial, la dirección en la que el chorro de agente refrigerante incide sobre la superficie exterior (4) de la herramienta de mecanizado (13).

Para el accionamiento de la pieza (8) en su movimiento de giro se puede prever, por ejemplo, que la pieza (8) esté conectada, de forma que no pueda girar, con uno de los extremos del árbol que se extiende a lo largo del eje (7) y cuyo otro extremo soporta un engranaje cónico que engrana con un engranaje cónico dispuesto sobre un árbol que se extiende a lo largo de un eje (10) perpendicular al eje (7). Este árbol puede estar soportado de modo giratorio en un componente, estacionario respecto a la base de la máquina, el cual se corresponde, por ejemplo, con el bloque de apoyo (11a), y que allí comporta un piñón no giratorio respecto al árbol, que engrana en la zona de la cremallera de la varilla rígida (12). Por lo tanto, cuando la primera unidad de acoplamiento (13) se pone en su posición de conexión y, con ello, la varilla (12) sigue el movimiento lineal del primer carro (1), arrastra giratoriamente con su sección de cremallera el árbol que se extiende a lo largo del eje (10), con lo que produce en la pieza (8) el correspondiente recorrido de giro alrededor del eje (7).

En la máquina-herramienta que muestra en una vista lateral esquemática la figura 2, sobre la base (21) de la máquina se ha fijado un soporte de piezas (22), sobre el que se ha dispuesto una pieza a mecanizar (23), por ejemplo, una rueda dentada. Sobre la base (21) también se ha dispuesto como primera unidad portafunciones un carro portador de herramientas (24) cuya distancia respecto al soporte de piezas (22) es variable. En la figura 2 no se ha representado la primera unidad de movimiento asociada al carro portador de las herramientas (24). El carro portador de las herramientas (24) lleva una herramienta (25), por ejemplo, una muela abrasiva, una rueda rasqueteadora de repasar o una herramienta similar. Como segunda unidad portafunciones se ha fijado sobre el carro portador de las herramientas (24) un carro funcional (26), de modo desplazable en paralelo a la dirección del avance que representa el primer eje de movimiento. El carro funcional (26) lleva una unidad portafunciones (27), por ejemplo, una tobera de agente refrigerante.

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En esta forma de realización, la unidad portafunciones (27) debe adoptar una determinada posición relativa respecto a la pieza a mecanizar (23), independientemente de los movimientos del carro portador de las herramientas (24). Para este fin se ha previsto como segunda unidad de movimiento un acoplamiento hidráulico entre el carro portador de las herramientas (24) y el carro funcional (26). Este acoplamiento hidráulico comprende un primer cilindro hidráulico (28) fijado al carro portador de las herramientas (24) y un segundo cilindro hidráulico (29), fijado al carro funcional (26), de modo que los dos cilindros poseen el mismo diámetro interior. El vástago de émbolo (3) asociado al primer cilindro hidráulico (28) está soportado de modo desplazable en un bloque de apoyo (31) fijado a la base (21) de la máquina. Sobre el bloque de apoyo (31) y sobre el primer cilindro hidráulico (28) se han dispuesto un primer y un segundo elementos inmovilizadores (32) y (33) y una primera y una segunda unidades de acoplamiento, que se pueden accionar alternativamente, de forma que el vástago de émbolo (30) quede fijado sea al bloque (31) sea al primer cilindro hidráulico (28). El vástago de émbolo (36) asociado al segundo cilindro hidráulico (29) está fijado al carro funcional (26). Las dos cámaras del primer cilindro hidráulico (28), separadas entre sí por el émbolo, están conectadas mediante dos conducciones (34), (35) a las dos cámaras del segundo cilindro hidráulico (29).

Durante el funcionamiento de la máquina-herramienta, el segundo elemento inmovilizador (33) está desactivado, es decir, que está cambiado a la posición de desconexión de la segunda unidad de acoplamiento, mientras que el primer elemento inmovilizador (32) está activado, o sea, que está cambiado al estado de conexión de la primera unidad de acoplamiento, de modo que el vástago de émbolo (30) está fijado al bloque de apoyo (31) y con ello a la base (21), pero se puede desplazar libremente respecto al primer cilindro hidráulico (28). Cuando en un movimiento de avance el carro portador de las herramientas (24) se mueve hacia la derecha, la cámara derecha (37) del primer cilindro hidráulico (28) se agranda, mientras que su cámara izquierda (38) se reduce. Esto tiene como consecuencia que se empuja líquido hidráulico a través de la primera conducción (34) a la cámara derecha (39) del segundo cilindro hidráulico (29), al tiempo que se empuja líquido hidráulico de la cámara izquierda del cilindro hidráulico (29) a la cámara derecha (37) del cilindro hidráulico (28) a través de la segunda conducción (35). Dado que el líquido hidráulico es incompresible, las cantidades de líquido desplazadas desde los dos cilindros hidráulicos (28) y (29) durante el movimiento del carro portador de las herramientas (24) son iguales. Dado que los dos cilindros hidráulicos (28) y (29) tienen el mismo diámetro, las carreras de los émbolos en los dos cilindros hidráulicos (28), (29) son iguales. En la disposición que se muestra, esto tiene como consecuencia que las carreras del carro portador de las herramientas (24) y del carro funcional (26) son iguales, pero opuestas entre sí. Esto significa que cuando el carro portador de las herramientas (24) se desplaza hacia la derecha, el carro funcional (26) y, con ello, la unidad portafunciones (27) no modifican su posición respecto a la base (21) y, con ello, respecto a la pieza a mecanizar (23). Cuando el carro portador de las herramientas (24) se desplaza hacia la izquierda, se expulsa líquido hidráulico del primer cilindro hidráulico (28) a través de la segunda conducción (35), y se aspira por la primera conducción (34). Consecuentemente, el carro funcional (26) se desplaza hacia la derecha la misma distancia que el carro portador de las herramientas (24), de modo que no modifica su posición respecto a la base (21).

Tal como se ha explicado anteriormente, el acoplamiento hidráulico del carro funcional (26) con el carro portador de las herramientas (24) sirve para mantener una posición relativa prefijada entre la unidad portafunciones (27) y la pieza a mecanizar (23), independientemente del movimiento del carro portador de las herramientas (24). Cuando se sustituye la pieza a mecanizar (23) por otra de dimensiones diferentes, puede ser necesario volver a fijar la posición de la unidad portafunciones (27), por ejemplo una tobera de agente refrigerante, con relación a la pieza a mecanizar (23). Para ello, se cierra el segundo elemento inmovilizador (33), de forma que el vástago de émbolo (30) esté rígidamente fijado al primer cilindro hidráulico (28), mientras que se abre el primer elemento inmovilizador (33), de modo que el vástago de émbolo (30) se pueda desplazar libremente respecto al bloque de apoyo (31). Posteriormente, el carro portador de las herramientas (24) se desplaza mediante esta unidad de movimiento asociada. Dado que el vástago de émbolo (30) está rígidamente conectado al primer cilindro hidráulico (28), no se modifica el volumen de sus dos cámaras, de modo que no se produce un intercambio de líquido hidráulico entre el primer y el segundo cilindros hidráulicos (28), (29). En este caso, el acoplamiento hidráulico hace que el carro funcional (26) se desplace junto con el carro portador de las herramientas (24). Por ello, la primera unidad de movimiento del carro portador de las herramientas (24), la cual trabaja con gran precisión, se puede utilizar para llevar el carro funcional (26) y, con ello, la unidad portafunciones (27), a la posición que requieren las dimensiones de la pieza a mecanizar (23) sustituida. Una vez concluida la operación de posicionado, se vuelve a abrir el segundo elemento inmovilizador (33) y se cierra el primer elemento inmovilizador (32). El acoplamiento hidráulico vuelve a funcionar de manera que las carreras del carro portador de las herramientas (24) y del carro funcional (26) son opuestas pero iguales.

De modo distinto al ejemplo de realización antes descrito, los diámetros interiores del primer y el segundo cilindros hidráulicos (28) y (29) pueden ser distintos. En este caso, también el movimiento relativo entre el primer cilindro hidráulico (28) y el vástago de émbolo (30) asociado al mismo, y entre el segundo cilindro hidráulico (29) y el vástago de émbolo (36) asociado al mismo, serían diferentes. Para que las carreras de los dos carros (24) y (26) se mantengan iguales a pesar de las carreras diferentes de los vástagos de émbolo (30) y (36), en este caso es necesario acoplar mediante una caja de cambios el vástago de émbolo (36) asociado al segundo cilindro hidráulico (29) con el carro funcional (26). Esta caja de cambios podría ser, por ejemplo, una caja de cambios de ruedas dentadas.

La forma de realización de una máquina-herramienta que muestra la figura 3 se diferencia de la forma de realización descrita en la figura 2 en que el primer cilindro hidráulico (28) está fijado a la base (21), y que el primer vástago de émbolo (30) se puede acoplar al carro portador de las herramientas (24) mediante el elemento inmovilizador (32), mientras que el segundo cilindro hidráulico (29) está fijado sobre el carro funcional (26) y el segundo vástago de émbolo (36) está fijado al carro portador de las herramientas (24). También con esta configuración del acoplamiento hidráulico del carro portador de las herramientas (24) con el carro funcional (26) se asegura que se mantiene una posición relativa prefijada entre la unidad portafunciones (27) y la base (21), independientemente del movimiento del carro portador de las herramientas (24). Se puede modificar la posición relativa entre la unidad portafunciones (27) y la base (21) para adaptarla a la pieza a mecanizar (23), del mismo modo que en la forma de realización según la figura 2.

Lista de referencias

1

primera unidad portafunciones/carro

2

eje

3

herramienta de mecanizado

4

superficie exterior

5

parte de fijación

6

tobera de agente refrigerante

7

eje

8

pieza

9

brazo portante

10

eje

11

segunda unidad portafunciones/carro

11a

bloque de apoyo

12

varilla rígida

13

primera unidad de acoplamiento

14

segunda unidad de acoplamiento

15

pieza de conexión

16

cuerpo

21

base de la máquina

22

soporte de las piezas

23

pieza a mecanizar

24

carro portador de las herramientas

25

herramienta

26

carro funcional

27

unidad portafunciones

28

primer cilindro hidráulico

29

segundo cilindro hidráulico

30

vástago de émbolo

31

bloque de apoyo

32

primer dispositivo inmovilizador

33

segundo dispositivo inmovilizador

34, 35

conducciones

36

vástago de émbolo

37

cámara derecha

38

cámara izquierda

39

cámara derecha

40

cámara izquierda

50

piñón

51

cremallera

52

árbol

53

piñón inferior

54

zona de cremallera

Claims (20)

1. Máquina-herramienta, con una base de la máquina, un primer y un segundo ejes de movimiento (2, 7), una primera unidad portafunciones (1; 24) que se puede desplazar respecto a la base de la máquina según un primer trayecto correspondiente a un primer eje de movimiento (2) mediante una primera unidad de movimiento accionada por un motor de accionamiento controlado, y una segunda unidad portafunciones (5; 26) desplazable según un segundo trayecto correspondiente a un segundo eje de movimiento (7) mediante una segunda unidad de movimiento, de modo que el primer eje de movimiento (2) es un eje de movimiento lineal y la segunda unidad de movimiento comprende una primera unidad de acoplamiento (13; 32) que se puede cambiar entre un estado de conexión y un estado de desconexión, una parte de accionamiento que, cuando la primera unidad de acoplamiento (13; 32) está conectada, se puede accionar mediante el movimiento de la primera unidad portafunciones (1; 24) a lo largo de un trayecto correspondiente al primer trayecto de la misma, y una parte de salida accionada por la parte de accionamiento, mediante la cual se acciona la segunda unidad portafunciones (5; 26) a lo largo de su segundo trayecto, caracterizada porque la parte de accionamiento y la parte de salida del segundo dispositivo de movimiento son secciones de una varilla rígida (12), cuyo eje longitudinal es paralelo al eje de movimiento lineal (2), que están axialmente separadas entre sí en la dirección de movimiento.

2. Máquina-herramienta, según la reivindicación 1, caracterizada porque la segunda unidad de movimiento comprende una segunda unidad de acoplamiento (14; 33) que, en marcha inversa a la primera unidad de acoplamiento (13; 32), se puede cambiar entre un estado de conexión en el que la segunda unidad de movimiento está inmovilizada, y un estado de desconexión en el que la segunda unidad de movimiento está desbloqueada para ser accionada.

3. Máquina-herramienta, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la primera unidad de acoplamiento (13) comporta un elemento inmovilizador sobre el que se puede inmovilizar la sección de la varilla (12) que forma la parte de accionamiento, cuando la primera unidad de acoplamiento (13) está conectada.

4. Máquina-herramienta, según la reivindicación 3, caracterizada porque la primera unidad de acoplamiento (13) está fijada a la primera unidad portafunciones (1).

5. Máquina-herramienta, según la reivindicación 2 y una de las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizada porque la segunda unidad de acoplamiento (14) comprende un elemento inmovilizador sobre el que se puede inmovilizar la sección de la varilla (12) que forma la parte de salida, cuando la segunda unidad de acoplamiento (14) está conectada.

6. Máquina-herramienta, según la reivindicación 5, caracterizada porque la segunda unidad de acoplamiento (14) está fijada a la base de la máquina.

7. Máquina-herramienta, con una base de la máquina, un primer y un segundo ejes de movimiento (2, 7), una primera unidad portafunciones (1; 24) que se puede desplazar respecto a la base de la máquina según un trayecto correspondiente a un primer eje de movimiento (2) mediante una primera unidad de movimiento accionada por un motor de accionamiento controlado, y una segunda unidad portafunciones (5; 26) desplazable según un segundo trayecto correspondiente a un segundo eje de movimiento (7) mediante una segunda unidad de movimiento, de modo que el primer eje de movimiento (2) es un eje de movimiento lineal y la segunda unidad de movimiento comprende una primera unidad de acoplamiento (13; 32) que puede ser cambiada entre un estado de conexión y un estado de desconexión, una parte de accionamiento que, cuando la primera unidad de acoplamiento (13; 32) está conectada, se puede accionar mediante el movimiento de la primera unidad portafunciones (1; 24) a lo largo de un trayecto correspondiente al primer trayecto de la misma, y una parte de salida accionada por la parte de accionamiento, mediante la cual se acciona la segunda unidad portafunciones (5; 26) a lo largo de su segundo trayecto, caracterizada porque la parte de accionamiento y la parte de salida del segundo dispositivo de movimiento están conformadas por respectivas unidades de cilindro y émbolo, de cuyos respectivos cilindros (28, 29) sobresale un vástago de émbolo (30, 36) unido al émbolo y cuyas respectivas cámaras separadas entre sí en cada cilindro por el émbolo están conectadas entre sí mediante conducciones de un agente de presión (34, 35) que se extienden entre las dos unidades de cilindro y émbolo, y porque el vástago de émbolo (30) de la unidad de cilindro y émbolo que conforma la parte de accionamiento es paralelo al eje de movimiento lineal.

8. Máquina-herramienta, según la reivindicación 7, caracterizada porque el medio de presión que acciona las unidades de cilindro y émbolo es un medio de presión hidráulico.

9. Máquina-herramienta, según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque la primera unidad de acoplamiento (32) comprende un elemento inmovilizador sobre el que se puede inmovilizar el vástago de émbolo (30) de la unidad de cilindro y émbolo que conforma la parte de accionamiento, cuando la primera unidad de acoplamiento (32) está conectada.

10. Máquina-herramienta, según la reivindicación 9, caracterizada porque la unidad de cilindro y émbolo que conforma la parte de accionamiento está fijada a la primera unidad portafunciones (24) y la primera unidad de acoplamiento (32) está fijada a la base (21) de la máquina.

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11. Máquina-herramienta, según la reivindicación 9, caracterizada porque la unidad de cilindro y émbolo que conforma la parte de accionamiento está fijada a la base (21) de la máquina, y la primera unidad de acoplamiento (32) está fijada a la primera unidad portafunciones (24).

12. Máquina-herramienta, según la reivindicación 2 y una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizada porque la segunda unidad de acoplamiento (33) comprende un elemento inmovilizador sobre el que se puede inmovilizar el vástago de émbolo (30) de la unidad de cilindro y émbolo que conforma la parte de accionamiento, cuando la segunda unidad de acoplamiento (33) está conectada.

13. Máquina-herramienta, según la reivindicación 12, caracterizada porque la segunda unidad de acoplamiento (33) está fijada al cilindro (28) de la unidad de cilindro y émbolo que conforma la parte de accionamiento.

14. Máquina-herramienta, según una de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizada porque los cilindros (28, 29) de las unidades de cilindro y émbolo que conforman la parte de accionamiento y la parte de salida poseen la misma sección transversal interior.

15. Máquina-herramienta, según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque el segundo eje de movimiento (10) es un eje de movimiento lineal.

16. Máquina-herramienta, según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque el segundo eje de movimiento (7) es un eje de movimiento giratorio.

17. Máquina-herramienta, según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque entre la segunda unidad portafunciones (5) y la parte de salida se ha previsto una caja de engranajes que modifica su dirección de movimiento o su trayecto recorrido.

18. Máquina-herramienta, según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque se ha dispuesto sobre la primera unidad portafunciones (1; 24) una herramienta de mecanizado (3; 25), y sobre la segunda unidad portafunciones (5; 26) una tobera de agente refrigerante (6; 27).

19. Máquina-herramienta, según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizada porque la primera unidad portafunciones es un primer carro (24) soportado de forma desplazable sobre la base (21) de la máquina.

20. Máquina-herramienta, según una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizada porque la segunda unidad portafunciones es un segundo carro (26) soportado de forma desplazable sobre la primera unidad portafunciones (24).