ES2328524T3 - Unidad de cabezal portafresas conpacto. - Google Patents

Abstract

Unidad de cabezal portaútiles para mecanizar con arranque de virutas piezas a mecanizar, con una columna (8), que define un eje (Z) longitudinal, con un cuerpo (14) rotativo apoyado en la columna (8), que puede rotar por medio de un primer mecanismo (37) de accionamiento con respecto a la columna (8) alrededor de un primer eje (B) de rotación, y con un husillo (11) de máquina herramienta apoyado en el cuerpo (14) rotativo, que lleva en su extremo libre un útil (17) y que puede rotar alrededor de un segundo eje (A) de rotación por medio de un segundo mecanismo (50) de accionamiento con respecto al cuerpo (14) rotativo, donde el cuerpo (14) rotativo presenta un cuerpo principal en forma de C con una superficie (23) periférica, superficies (26) frontales axiales y una escotadura (31) prevista en la superficie (23) periférica, que discurre a través de todo el cuerpo (14) rotativo entre las patas en C del cuerpo principal y que está abierta hacia las superficies (26) frontales, donde para el apoyo rotativo y la conducción del cuerpo (14) rotativo con respecto a la columna (8), se ha previsto exclusivamente al menos un mecanismo (36) de conducción en arco que actúa entremedias, que se ha dispuesto a lo largo del contorno del cuerpo principal del cuerpo (14) rotativo, y donde el husillo (11) de máquina herramienta se ha apoyado giratoriamente en el cuerpo (14) rotativo en ambas patas en C del cuerpo principal y se ha montado al menos por secciones entre las patas en C del cuerpo principal en la escotadura (31), sobresaliendo sobre la superficie (23) periférica el útil (17) en una posición cero orientada a lo largo del eje (Z) longitudinal y pudiendo sobresalir hacia fuera en caso de una rotación alrededor del segundo eje (A) de rotación sobre las superficies (26) frontales axiales del cuerpo (14) rotativo.

Description

Unidad de cabezal portafresas compacto.

El presente invento se refiere a una unidad de cabezal portaútiles con un husillo de máquina herramienta, por ejemplo, una unidad de cabezal portafresas con un husillo portafresas motorizado, así como a una máquina, por ejemplo, una fresadora, con una unidad de husillo portaútiles de ese tipo.

En la solicitud de patente revelada posteriormente con el número de referencia 10 2005 043 835.0, presentada el 13.09.2005, se describe una fresadora de pórtico, que presenta un pórtico apoyado en montantes laterales, que se apoya en una mesa sólidamente anclada en la bancada. En el pórtico desplazable en dirección X horizontal, se ha sujetado un brazo en disposición perpendicular, que puede moverse en dirección Y horizontal perpendicular a la dirección X por medio de un carro de movimientos cruzados. El brazo presenta una columna portante móvil en dirección Z vertical, que lleva un cabezal portafresas con un husillo portafresas motorizado.

El propio cabezal portafresas presenta una horquilla, que puede girar alrededor de un eje C coincidente con el eje Z por medio de un motor de par de torsión. En dos brazos de la horquilla es recibida rotativamente alrededor de un eje A de giro, perpendicular al eje C, la carcasa del husillo de un husillo portafresas. Como accionamiento para la rotación de la carcasa del husillo alrededor del eje A, sirve otro motor de par de torsión. El husillo portafresas presenta una fresa accionada a motor, que sobresale de la carcasa del husillo hacia fuera para llevar a cabo en funcionamiento una operación de mecanización con desprendimiento de virutas en una pieza a mecanizar colocada en la mesa de la máquina.

La fresadora se ha previsto para fabricar herramientas, moldes y modelos o para la producción en las industrias automovilística, aérea y espacial y es apropiada para fabricar piezas tridimensionales muy grandes y complicadas, que pueden presentar detalles superficiales extremadamente delicados. Son posibles costosas mecanizaciones simultáneas de cinco ejes con elevada precisión, empleando un consumo de tiempo relativamente reducido.

Es evidente que este tipo de cabezales portafresas, que utilizan una combinación de, por ejemplo, un eje C de giro vertical y un eje A de rotación, por ejemplo horizontal, perpendicular al anterior llevan aparejados determinados inconvenientes. En la colocación de la fresa en la posición angular necesaria para el mecanizado con respecto a la pieza a mecanizar, puede ser necesario, en caso de posición angular desfavorable alrededor del eje A, dado el caso una rotación de la fresa de un ángulo considerable alrededor del eje C. Esto, en especial, si a causa de la necesaria conducción de cables para el suministro de energía y la transmisión de señales, el giro alrededor del eje C está limitado a aproximadamente \pm 180º con respecto a un posición cero predeterminada. En caso extremo, puede ser necesario, para una modificación de posición sólo reducida, un giro inverso alrededor del eje C en aproximadamente un giro completo. Con ello, se aminora sensiblemente la velocidad de mecanizado. Es cierto que también se podrían utilizar anillos rozantes para la transmisión de energía y de señales, aunque éstos elevan los costes de un cabezal portafresas.

Además, utilizando un cabezal portafresas con ejes A y C no es posible una compensación electrónica de defecto de orientación o sólo lo es con un elevado gasto. Por ello, todos los componentes del cabezal portafresas y de la fresadora deben ser fabricados y deben trabajar con una precisión muy alta para mantener la requerida calidad.

A partir del documento WO 00/25976 A2, se conoce un cabezal portaútiles articulado, que se basa en el principio de la cinemática de barras. Dicho cabezal presenta una plataforma portaútiles, que puede moverse según tres ejes, al menos tres barras instaladas articuladamente en la plataforma portaútiles, desplazables paralelamente y mutuamente independientes, y al menos tres accionamientos de movimiento lineal dispuestos a distancia alrededor de la plataforma portaútiles, mutuamente paralelos para las barras articuladas en la plataforma. Las barras pueden moverse hacia todos los lados en la plataforma portaútiles y están articuladas rotativamente en los accionamientos de movimiento lineal alrededor de ejes, que discurren perpendicularmente a la dirección de movimiento de los accionamientos de movimiento lineal. Se puede disponer en la plataforma portaútiles un husillo motorizado, que puede moverse entonces alrededor de dos ejes de rotación y a lo largo de un eje lineal. Debido al apoyo de la plataforma portaútiles, puede llevarse el husillo motorizado rápidamente a cada una de las posiciones requeridas en el interior de la cámara de medición. Obviamente, la cámara de medición es relativamente reducida debido a una longitud del eje lineal fuertemente limitada y a un ángulo de rotación limitado aproximadamente a \pm 40º, por lo cual el campo de utilización es limitado. Grandes piezas tridimensionales como, por ejemplo, en la construcción de moldes para modelos y en la construcción de herramientas para moldes, que son habituales, apenas se pueden realizar.

A partir del documento DE 198 50 603 A1, se conoce una unidad de cabezal portafresas con un apoyo cardánico de un husillo portafresas. La unidad de cabezal portafresas presenta una carcasa de apoyo, que se ha fijado en una columna de husillo móvil en las direcciones X, Y y Z, una carcasa rotativa, que es recibida rotativamente alrededor de un primer eje B en la carcasa de apoyo. El movimiento de rotación alrededor del eje B se realiza por motores de par de torsión, que se han embridado a ambos lados en la carcasa de apoyo y que accionan directamente la carcasa rotativa. En la carcasa rotativa, se ha dispuesto rotativamente alrededor de un eje A horizontal una carcasa alojamiento del husillo, que se rota por medio de motores de par de torsión dispuestos a ambos lados. La carcasa de alojamiento del husillo lleva un husillo portafresas motorizado con accionamiento directo para una fresa. Por medio de los dos ejes A, B de rotación mutuamente ortogonales de la unidad de cabezal portafresas, que no discurren paralelamente al eje Z, el husillo portafresas puede rotarse con rapidez directamente a la posición de mecanizado requerida en cada caso. No es necesaria una rotación alrededor un eje C coincidente con el eje Z. Por ello, es posible una compensación electrónica de defectos de orientación en este tipo de unidad de cabezal portafresas con ejes A y B de rotación.

Aunque el apoyo cardánico, tal como se ha propuesto en el documento DE 198 50 603 A1, se construye relativamente grande. Cada carcasa se ha configurado básicamente en forma de caja para recibir dentro otra carcasa junto con un árbol de accionamiento para ella. Por ello, están notablemente limitados también los ángulos de rotación alrededor de los ejes A, B.

El documento US 2 445 039 A describe una máquina herramienta con un útil, que se ha montado medio de una montura en un brazo portante horizontal, que se ha fijado a una columna vertical. La montura presenta una sección central que envuelve el brazo portante con medios de fijación, que hacen posible una colocación y una fijación de la montura en posición angular discrecional alrededor del eje longitudinal del brazo portante cilíndrico, y un mecanismo de conducción en arco, que se prolonga en forma de una brida circular interrumpida desde una cara de la sección central por encima de su cara delantera y hasta la cara opuesta. En la cara exterior del mecanismo de conducción en arco, se ha apoyado el útil, que se ajusta alrededor del mecanismo de conducción en arco y que se puede fijar por medio de los correspondientes medios de apriete en una posición de giro deseada alrededor del eje central del mecanismo de conducción en arco. La colocación y fijación del útil se realiza manualmente.

El documento US 4 101 405 A describe una máquina herramienta con una cremallera arqueada, que se ha apoyado giratoriamente en un bastidor de la máquina y que se acciona giratoriamente mediante un servomotor a través de un piñón. La cremallera, que presenta una extensión de 90º, lleva en uno de sus extremos un casquillo de cojinete, en el que se ha apoyado giratoriamente un árbol de un brazo portante, que lleva un útil en su otro extremo. El brazo portante es girado por otro servomotor en el casquillo de cojinete.

Partiendo de todo lo anterior, es una misión del presente invento obviar los inconvenientes o bien las insuficiencias anteriores. En especial, es una misión del presente invento crear una unidad de cabezal portaútiles dinámica apropiado para la construcción de herramientas, moldes y modelos, que se construya de modo relativamente compacto y haga posible un ángulo de rotación relativamente grande. Preferiblemente, la construcción de la unidad de cabezal portaútiles debería hacer posible una compensación de defectos de orientación.

Otra misión adicional del presente invento es crear una máquina herramienta con una unidad de cabezal portafresas semejante, con la cual se puedan producir también grandes piezas tridimensionales con alta velocidad de mecanización.

Éstas y otras misiones adicionales del presente invento se resuelven por medio de la unidad de cabezal portaútiles según el invento con las características de la reivindicación 1 y de la máquina herramienta según la reivindicación 26.

La unidad de cabezal portaútiles según el invento prevista para el mecanizado con arranque de virutas de piezas a mecanizar presenta una columna, que define, por ejemplo, un eje Z longitudinal vertical en uso, un cuerpo rotativo apoyado en la columna, que puede rotar con respecto a la columna por medio de un primer mecanismo de accionamiento alrededor de un primer eje B de rotación preferiblemente perpendicular al eje Z longitudinal, y un husillo de la máquina herramienta apoyado en el cuerpo rotativo, que puede rotar por medio de un segundo mecanismo de accionamiento alrededor de un segundo eje A de rotación. Los eje A y B de rotación discurren preferiblemente de modo mutuamente perpendicular y cortan al eje Z aproximadamente en el centro del husillo de la máquina herramienta. El husillo de la máquina herramienta lleva un útil en su extremo libre. El cuerpo rotativo presenta un cuerpo principal en forma de C con una superficie periférica, superficies frontales axiales y una escotadura prevista en la superficie periférica, que discurre entre las patas en C del cuerpo principal a través de todo el cuerpo rotativo y está abierta hacia las superficies frontales.

Según el invento, se ha dispuesto o se han dispuesto para el apoyo rotativo y la conducción del cuerpo rotativo con respecto a la columna exclusivamente un mecanismo o bien varios mecanismos de conducción en arco, que actúan entremedias. El al menos un mecanismo de conducción en arco se ha dispuesto según el invento a lo largo del contorno del cuerpo principal del cuerpo rotativo. Lleva a cabo el apoyo y la conducción él solo; otros medios para ello ni son necesarios ni se han previsto. El husillo de la máquina herramienta se ha apoyado giratoriamente en el cuerpo rotativo en las dos patas en C del cuerpo principal y se coloca, al menos por secciones, entre las patas de la C del cuerpo principal en la escotadura, sobresaliendo el útil en una posición cero dirigida a lo largo del eje Z longitudinal por encima de la superficie periférica y, en caso de una rotación alrededor del segundo eje A de rotación, puede sobresalir sobre las superficies frontales axiales del cuerpo rotativo. De ese modo se crea la base para una construcción sencilla, compacta y un ángulo de rotación un relativamente grande de casi o incluso más de 180 grados.

Por un mecanismo de conducción en arco debe entenderse en el sentido utilizado aquí una conducción lineal arqueada para la realización de movimientos circulares o arqueados muy exactos. El elemento a rotar, por ejemplo, el cuerpo rotativo, se conduce y se apoya en otra pieza constructiva, por ejemplo, la columna, sólo por medio del mecanismo de conducción en arco según el invento. No es necesario otro apoyo más. Por ello, ya no se necesita más configurar una pieza constructiva, que reciba rotativamente otro elemento en forma de horquilla o de caja según el estado actual de la técnica. Las piezas constructivas se pueden dimensionar notablemente más pequeñas y se reduce a un mínimo la necesidad de espacio. Esto da por resultado una construcción compacta de la unidad de cabezal portaútiles con menor contorno de interferencia, pudiéndose reducir esencialmente tanto los costes, como también las masas a mover. Son posibles aceleraciones más altas de los ajes accionados de modo que se pueden hacer realidad una unidad de cabezal portaútiles y una máquina herramienta altamente dinámicas. Dado el caso, se pueden dimensionar más reducidos los accionamientos X, Y y Z existentes para proceder con la unidad de cabezal portaútiles en las tres direcciones espaciales. Previendo el mecanismo de conducción en arco según el invento, se pueden llevar a cabo una conducción precisa y una mecanización exacta y rápida incluso de formas complejas. Esto, en especial, porque la construcción del cuerpo rotativo según el invento y el mecanismo de conducción en arco hacen posible movimientos de rotación de hasta \pm 90º con respecto a una posición cero e incluso más. La posición cero puede prefijarse, por ejemplo, por medio de la dirección del eje Z.

Utilizando los dos ejes A y B de rotación ortogonales de la unidad de cabezal portaútiles, que discurren ambos no paralelamente y, en especial, en ángulo recto respecto del eje Z, es posible una compensación de defectos de orientación. A tal efecto, la cámara de medición puede medirse exactamente en un proceso de calibrado con diferentes posicionados de la unidad de cabezal portafresas, y las desviaciones detectadas entre los valores reales y teóricos de los posicionados pueden ser consultados durante la mecanización por medio de una unidad de control para recolocar automáticamente la unidad de cabezal portafresas en la posición precisa. Con ello, se pueden aminorar las exigencias en la exactitud de fabricación y de montaje de las piezas constructivas, en conducciones y en cojinetes con calidad invariable de los productos generados. Además, se ahorran costes.

La unidad de cabezal portaútiles según el invento se ha previsto en una aplicación preferida como unidad de cabezal portafresas para recibir un husillo portafresas. Dicha unidad presenta preferiblemente un husillo portafresas motorizado con un accionamiento a motor propio para el útil del husillo portafresas. Se puede prever también un husillo portafresas con un accionamiento de husillo especial, por ejemplo, derivado de un accionamiento principal. El husillo portafresas se coloca preferiblemente en un alojamiento de husillo, que se monta rotativamente en el cuerpo rotativo y hace posible un recambio sencillo y rápido de útil. También son posibles otras aplicaciones de la unidad de cabezal portaútiles según el invento, por ejemplo, para perforación y para otras operaciones de mecanizado con arranque de virutas.

Para realizar el mecanismo de conducción en arco según el invento, presenta éste al menos un carril guía en forma de arco circular, que bien sea se monta ya sea en el cuerpo rotativo y/o en el husillo o bien en el alojamiento del husillo, y al menos un carro guía asociado, apoyado en el carril guía, que se fija entonces a la columna y/o al cuerpo rotativo. Se puede conseguir también una elevada rigidez, si se prevén dos carriles guía alrededor del respectivo eje A o bien B de rotación coaxialmente así como axialmente a distancia de modo mutuamente paralelo. Además, se asocian preferiblemente a cada carril guía al menos dos carros guía mutuamente distanciados. En función de la distancia entre los carros guía, se pueden adecuar la rigidez y el ángulo de rotación máximo posible según los distintos requerimientos. Los carros guía se apoyan en los carriles guía por medio de superficies de acoplamiento exactamente adaptadas y preferiblemente mediante bolas o similares para hacer posible un movimiento considerablemente preciso y libre de holguras junto con rozamiento reducido. Los carros guía y los carriles guía podrían unirse mutuamente sólo de modo deslizante.

El carril guía se ha configurado en forma de segmento de arco circular, que encierra un ángulo de segmento de arco. Para grandes ángulos de rotación, el ángulo de segmento de arco es de al menos 180º, preferiblemente de al menos 200º. Puede tener por conveniencia hasta 270 grados o incluso más de modo que el husillo de la máquina herramienta se pueda colocar formando un ángulo agudo con el eje Z para poder elaborar también estructuras superficiales complicadas con entalladuras o similares. Para facilitar el montaje y para conseguir una elevada precisión de conducción, se prefiere una configuración del carril guía en una pieza. Asimismo, es posible una configuración en varias piezas con segmentos de carril individuales fabricados y colocados exactamente a inglete.

En una forma de realización especialmente preferida, el mecanismo guía en forma de segmento de arco circular se inserta de modo activo entre la columna y el cuerpo rotativo. Un modo constructivo muy compacto para grandes ángulos de rotación se consigue cuando además se fija el carril guía o bien se fijan los carriles guía en el cuerpo rotativo, mientras que la columna abarca los carros guía. Como columna se puede utilizar una columna portante básicamente alargada, que presenta por su extremo orientado hacia el cuerpo rotativo dos prolongaciones de columna, que sólo envuelvan ligeramente el elemento rotativo. Después de que no se haya de soportar ningún árbol central del cuerpo rotativo, se elige la escotadura de las prolongaciones de la columna en la dirección Z longitudinal claramente menor que la mitad de la extensión longitudinal o altura del elemento rotativo. La extensión de las prolongaciones de la columna puede ser sólo una pequeña fracción, por ejemplo, sensiblemente menos que un cuarto de la extensión longitudinal del elemento rotativo. Las prolongaciones de la columna deben recibir únicamente los carros guía y envuelven una sección de los carriles guía montados en el cuerpo rotativo.

El cuerpo rotativo presenta preferiblemente un cuerpo principal sensiblemente cilíndrico con una forma de C, cuyas forma y tamaño se definen por los carriles guía en forma de arco circular. Los carriles guía se montan, por ejemplo, en las caras frontales axiales básicamente enrasados con la superficie periférica del cuerpo rotativo y opuestamente a los carros guía dispuestos en las prolongaciones de la columna. Entre los extremos libres de los carriles guía, el cuerpo principal presenta también una escotadura, que discurre paralelamente y a través del primer eje B de rotación, en especial perpendicularmente al segundo eje A de rotación, en la que se ha dispuesto de forma móvil el husillo portaútiles o bien el alojamiento del husillo. La anchura de la escotadura o bien la distancia perpendicular entre los extremos libres de los carriles guía es mayor que la dimensión del husillo de la máquina herramienta o bien del alojamiento del husillo medida en la dirección de la distancia perpendicular. Por consiguiente, el husillo de la máquina herramienta puede penetrar alrededor del primer eje B de rotación, en caso de una rotación alrededor del segunda eje A de rotación, a través de los planos de rotación definidos por las superficies frontales axiales del cuerpo principal o bien por los carriles guía.

En un perfeccionamiento de esta forma de realización, el cuerpo rotativo cilíndrico presenta dos segmentos de disco circular en forma de C, dispuestos en la dirección del primer eje B de rotación, paralelamente y a distancia uno de otro, que están mutuamente unidos por medio de dos nervios de unión, que se han dispuesto de modo mutuamente paralelo en la dirección del segundo eje A de rotación. Entre los nervios de unión, se ha configurado una abertura de paso que conduce a la escotadura del husillo, que hace posible el paso de cables para la transmisión de señales y el suministro de energía de los mecanismos de accionamiento primero y segundo.

El primer mecanismo de accionamiento para la rotación del cuerpo rotativo alrededor del primer eje B de rotación presenta un motor fijado en la columna, preferiblemente un servomotor, así como un mecanismo de engranajes reductor intercalado activamente entre el motor y el cuerpo rotativo. En una configuración preferida del mecanismo de engranajes, se ha previsto en la superficie periférica del cuerpo rotativo cilíndrico, preferiblemente en un segmento de disco, un dentado frontal configurado preferiblemente como dentado oblicuo, con el cual encaja engranando un piñón montado en el árbol de accionamiento del motor. Se ha previsto preferiblemente únicamente un escalón de reducción. Se puede crear un accionamiento puesto en tensión electrónicamente, siempre que se utilicen, por ejemplo, dos servomotores, que se disponen mutuamente a distancia en dirección perimetral del cuerpo principal, y produzca un control de los motores de modo que los servomotores trabajen algo en oposición. Con ello se crea de modo sencillo un accionamiento duradero sin holguras y libre de mantenimiento. Se puede poner asimismo en tensión mecánica con un tren de engranajes o mediante un medio elástico.

Para detectar el ángulo de rotación relativo entre la columna y el elemento rotativo, se ha previsto un primer dispositivo de medición, que puede estar formado, por ejemplo, por una cinta de medición en uno de los segmentos de disco y un cabezal lector instalado en la columna, que capta la posición angular relativa de modo preferiblemente sin contacto. A partir de la técnica, se conocen para ello diferentes sistemas de medición que operan, por ejemplo, ópticamente, magnéticamente o capacitivamente o también por sistemas de medición táctiles.

Para realizar el movimiento de rotación alrededor del segundo eje A de rotación, se ha apoyado giratoriamente un árbol en el cuerpo rotativo, por ejemplo, en los nervios de unión, mediante medios de apoyo apropiados, por ejemplo cojinetes de rodillos transversales, sobre el que descansa de modo resistente al giro el husillo de la máquina herramienta o bien la escotadura del husillo. El segundo mecanismo de accionamiento puede estar formado, en este caso, por conveniencia por un motor de par de torsión, que se ha dispuesto para el accionamiento directo y para controlar el giro del husillo portaútiles. No es necesario un mecanismo de engranajes. Con ello, se pueden mejorar la dinámica y la rigidez de la unidad de cabezal portaútiles. El ángulo de rotación relativo entre el husillo portaútiles y el cuerpo rotativo se capta por medio de un dispositivo de medición adicional con un codificador rotativo montado en el árbol y un captador de giro fijado en el cuerpo rotativo.

También se puede producir opcionalmente el apoyo y la conducción del husillo de la máquina herramienta en el cuerpo rotativo por medio de un mecanismo de conducción en arco según el invento. El mecanismo de conducción en arco se forma entonces convenientemente por medio de uno o dos carriles guía circulares o en forma de arco montados en el husillo portaútiles o bien en el alojamiento del husillo y en el carro guía fijado en el cuerpo rotativo. En cuanto a posibles configuraciones y ventajas del mecanismo de conducción en arco, se remite a las explicaciones anteriores.

Según otro aspecto adicional del presente invento, se ha creado una máquina herramienta, en especial una fresadora, realizada, por ejemplo, en construcción de pórtico, que presenta un brazo que se puede colocar en direcciones X, Y y Z en una cámara de medición tridimensional, que presenta una unidad de cabezal portaútiles, en especial una unidad de cabezal portafresas, con las características mencionadas anteriormente. Se puede crear una máquina herramienta apropiada para piezas tridimensionales muy grandes y una mecanización simultánea de cinco ejes con un cabezal portaútiles de filigrana, con el cual también se pueden producir detalles superficiales complicados y extremadamente delicados con precisión y velocidad de mecanizado elevadas.

Otros detalles ventajosos adicionales del invento se deducen de las reivindicaciones subordinadas, del dibujo así como de la descripción correspondiente. En el dibujo, se ha representado un ejemplo de realización del objeto del invento. Lo muestran las figuras:

Figura 1 una fresadora de pórtico según el invento en una representación esquemática en perspectiva;

Figura 2 una representación ampliada de un cabezal portafresas según el invento utilizado en la fresadora de pórtico de la figura 1, en una representación en perspectiva simplificada;

Figura 3 el cabezal portafresas expuesto en la figura 2 con la columna desmontada en una representación en perspectiva esquemática, a otra escala; y

Figura 4 otra forma de realización más de un cabezal portafresas según el invento en una representación de principios simplificada.

En la figura 1, se ha ilustrado de modo esquematizado una fresadora 1 de pórtico según el presente invento. La fresadora 1 de pórtico presenta un pórtico 4 apoyado en montantes 2, 3 laterales macizos alargados, que se puede desplazar en una dirección X horizontal mostrada por una doble flecha y que es conducido con precisión sobre guías 6, 7 únicamente insinuadas aquí, que se han previsto en los dos montantes 2, 3 laterales. En el pórtico 4, se ha sujetado en disposición vertical una columna 8 portante, que puede moverse por medio de una carro de movimientos cruzados a lo largo del pórtico 4 en la dirección Y horizontal indicada y por medio de un carro Z en dirección Z vertical. La columna 8 portante soporta un cabezal 9 portafresas con un husillo 11 portafresas, que sirve para el mecanizado con arranque de virutas de una pieza a mecanizar, que no se ha ilustrado aquí con mayor detalle y que se ha de didponer en una mesa 12 de la máquina sólidamente anclada a la bancada. El cabezal 9 portafresas con el husillo 11 portafresas se puede colocar discrecionalmente, por consiguiente, en las tres direcciones X, Y y Z de coordenadas de una cámara 13 de medición tridimensional determinada por los montantes 2, 3 laterales. Los mecanismos de accionamiento para los ejes lineales, por ejemplo, los motores lineales, las correspondientes guías, los carros, los sistemas de medición de desplazamientos y los controles no se ha representado explícitamente en la figura 1 en aras de la sencillez. Son conocidos como tales y no son objeto del invento.

El cabezal 9 portafresas según el invento se ha ilustrado en las figuras 2 y 3 con mayores detalles, en parte sensiblemente esquematizado y a diferentes escalas. Al cabezal 9 portafresas le corresponden básicamente la columna 8 portante que sirve de soporte, un cuerpo 14 rotativo montado rotativamente alrededor de un primer eje B de rotación en la columna 8 portante, así como el husillo 11 portafresas, que se ha dispuesto de modo recambiable en un alojamiento 16 del husillo y que lleva en su extremo libre un útil 17, por ejemplo, una fresa. El alojamiento 16 del husillo se ha apoyado rotativamente alrededor de otro eje A de rotación en el cuerpo 14 rotativo. El primer eje B de rotación es un eje horizontal, que discurre perpendicularmente a la dirección Z y paralelamente a la dirección Y. El segundo eje A de rotación se ha orientado perpendicularmente al eje B y discurre en el plano YZ. En la posición cero del cabezal 9 portafresas ilustrada en la figura 1, en la que la fresa 17 sobresale hacia abajo perpendicularmente en la dirección Z, se ha orientado el segundo eje A de rotación paralelamente a la dirección del eje Y, perpendicularmente al eje Z. Los tres ejes A, B y Z se cortan mutuamente en un punto, que queda en aproximadamente el centro o en el centro de gravedad del husillo 11 portafresas.

La columna 8 portante presenta una carcasa 18 de forma sensiblemente paralelepipédica recta, que se ha suprimido en la figura 3 por razones de claridad, para ilustrar los componentes básicos dispuestos en su interior, explicados más adelante. En el extremo inferior de la carcasa 18, dirigido hacia el cuerpo 14 rotativo, en las figuras, se han previsto prolongaciones 19a 19b de la carcasa, que envuelven ligeramente y sujetan el cuerpo 14 rotativo por las caras axiales, observado en dirección del eje B.

El cuerpo 14 rotativo presenta una forma sensiblemente cilíndrica y simétrica con respecto a los planos centrales definidos por los ejes A y B de rotación. Contiene dos elementos o segmentos 21a, 21b de disco circular, vistos en planta desde arriba, que se han dispuesto de modo mutuamente concéntrico y paralelamente a distancia en la dirección del eje B, así como dos nervios 22a, 22b de unión sensiblemente paralelepipédicos rectos, que se extienden en la dirección del eje B entre los elementos 21a, 21b de disco y los unen mutuamente, y que se han conformado preferiblemente de una pieza juntamente con los elementos 21a, 21b de disco. Cada uno de los elementos 21a, 21b de disco presenta una superficie 23 periférica cilíndrica exterior, una superficie 24 radialmente interior y una superficie 26 frontal axial dirigida hacia fuera. La superficie 24 radialmente interior presenta dos paredes 27a, 27b, que se extienden a distancia y mutuamente paralelas desde los extremos 28a, 28b libres de las patas en C de los elementos 21a, 21b de disco y que están mutuamente unidas por medio de una pared 29 interior redondeada. Las paredes 27a, 27b y 29 delimitan una escotadura 31, que discurre a través de todo el cuerpo 14 rotativo, se prolonga, por tanto, a lo largo del eje B, partiendo de la superficie 26 frontal axial de un primer elemento 21a de disco a través del mismo y entre los nervios 22a, 22b de unión, así como además a través del otro elemento 21b de disco hasta su superficie 26 frontal axial. La altura y la anchura de la escotadura 31 se eligen de tal modo que se pueda alojar en su interior el husillo 11 portafresas y pueda girar éste alrededor del segundo eje A de rotación. La distancia perpendicular entre las paredes 27a y 27b de la superficie 24 interior es, pues, ligeramente mayor que la anchura del alojamiento 16 del
husillo.

En la superficie 26 frontal axial de cada elemento 21a, 21b de disco, se ha previsto un carril 32 guía en forma de segmento de arco circular. El carril 32 guía discurre desde un primer extremo 33a libre, que se encuentra en la proximidad del extremo 28a libre de una pata en C del elemento 21a, 21b de disco, a lo largo del contorno 23 casi enrasado con éste hasta un segundo extremo 33b libre, que se ha dispuesto en la proximidad del segundo extremo 28b libre de la segunda pata en C del elemento 21a, 21b de disco. El ángulo del segmento de arco abarcado por el carril guía tiene aproximadamente 270º con respecto a un centro, que queda en el eje B. En el carril 32 guía de uno de cada elemento 21a, 21b de disco, se han montado articuladamente, en este caso, dos carros 34 guía, que se han fijado mutuamente distanciados en dirección periférica en la columna 8 portante, en especial en las prolongaciones 19a o bien 19b de la carcasa. Los carros 34 guía forman conjuntamente con los carriles 32 guía un mecanismo 36 de conducción en arco según el invento, que hace posible un movimiento arqueado preciso del cuerpo 14 rotativo con respecto a la columna 8 portante alrededor del primer eje B de rotación. La distancia entre los carros 34 guía, que se han asociado a un carril 32 guía, es lo más pequeña posible, para conseguir una gran zona de rotación, aunque suficientemente grande para mantener una disposición de conducción rígida. La distancia angular entre los carros 34 guía es, en este caso, de aproximadamente 60 a 90 grados, mientras que el diámetro exterior de los carriles 32 guía o del cuerpo 14 rotativo es de aproximadamente 50 a 60 cm.

Para la rotación motorizada del cuerpo 14 rotativo alrededor del primer eje B de rotación, se ha previsto un primer mecanismo 37 de accionamiento, que presenta aquí dos servomotores 38 mutuamente distanciados alrededor del contorno del cuerpo rotativo y fijados en la columna 8 portante, así como mecanismos 39 de engranajes reductores, que unen en cuanto a accionamiento los servomotores con el cuerpo 14 rotativo. Para ello, los servomotores 38 llevan en sus árboles de accionamiento, no ilustrados aquí con más detalle, un piñón 41 en cada caso, engranando los piñones 41 con un dentado 42 frontal, previsto en la superficie 23 periférica del elemento 21b de disco, que discurre juntamente alrededor del contorno. El dentado del piñón 41 y el dentado 42 frontal se han realizado preferiblemente como dentados helicoidales. Se pueden prever más escalones de reducción. Por medio de un mecanismo de control, que no se ha ilustrado aquí más detalladamente, se puede provocar que los servomotores 38 trabajen de modo ligeramente opuesto para poner en tensión el accionamiento 37.

Para captar la posición angular relativa entre la columna 8 portante y el cuerpo 14 rotativo, se ha previsto un primer dispositivo 43 de medición. El dispositivo 43 de medición presenta aquí una cinta medidora dispuesta en el elemento 21a de disco, que se desplaza alrededor de la superficie 23 periférica, y un cabezal 46 de lectura fijado en la columna, que se ha dispuesto a pequeña distancia de la cinta 44 medidora para detectar la posición angular con respecto al eje B. Las señales de medición captadas se envían al dispositivo de control, que controla las posiciones en el eje B y en el eje A, a través de líneas que no se han ilustrado aquí con más detalle y que discurren igual que las líneas de suministro de energía para los mecanismos de accionamiento a través de la columna 8.

El husillo 11 portafresas se ha montado de modo resistente al giro en un árbol 47, que se ha recibido giratoriamente en los nervios 22a, 22b de unión del cuerpo 14 rotativo. Para ello, los nervios 22a, 22b de unión presentan perforaciones 48 de paso coaxiales con el eje A de rotación con medios de apoyo, por ejemplo, rodamientos de rodillos transversales, para el apoyo del árbol 47. En ambos extremos del árbol 47, se han previsto motores de par de torsión para el accionamiento directo y para controlar el giro del árbol 47 alrededor del segundo eje A de rotación, por tanto en, por ejemplo, servomotores 49 sin mecanismos de engranajes dimensionados para elevados pares de giro, que forman un segundo mecanismo 50 de accionamiento. Además se ha previsto entre el árbol 47 y el cuerpo 14 rotativo un segundo dispositivo 51 de medición de ángulos, que se ha configurado aquí únicamente con fines de observación en forma de un emisor 52 de giro fijado en el árbol 47 y de un captador 53 de giro fijado en el elemento 21a de disco y que sirve para captar la posición angular relativa del árbol 47 y del husillo 11 portafresas fijado en él alrededor del eje A y para transmitirla al dispositivo de control.

Tal como se desprende además de la figura 3, entre los nervios 22a, 22b de unión y los elementos 21a, 21b de disco se ha configurado una abertura 54 de paso en la zona superior del cuerpo 14 rotativo, que conduce desde fuera a la escotadura 31. La abertura 54 de paso posibilita un paso de líneas de suministro de energía, de control y de otras líneas de señales a los mecanismos 37, 50 de accionamiento, a los dispositivos 43, 51 de medición de ángulos y al husillo 11 portafresas. Por conveniencia, se ha reducido también la masa del cuerpo 14 rotativo móvil de modo que se ahorre energía de accionamiento.

La fresadora 1 según el invento descrita hasta ahora con el cabezal 9 portafresas según el invento está preparada para el mecanizado simultáneo con cinco ejes de superficies de piezas a mecanizar y, en especial, para mecanizar grandes piezas tridimensionales en la industria automovilística, la industria aérea y la industria espacial con elevada exactitud de mecanización. La fresadora trabaja tal como sigue.

En el funcionamiento, se coloca una pieza a mecanizar en la cámara 13 de medición sobre la bancada 12. Un control numérico de la fresadora activa adecuadamente los accionamientos asociados a los ejes X, Y y Z lineales para conducir el cabezal 9 portafresas a la posición apropiada, en cada caso, para fresar. Toda la estructura de la máquina con los montantes 2, 3 laterales estacionarios, el pórtico 4 de estructura rígida, los accionamientos lineales etc. se ha dimensionado para una elevada rigidez dinámica. Se pueden conseguir, por consiguiente, avances muy rápidos y elevadas aceleraciones de los ejes de incluso más de 5 m/s^{2} sin que con los rápidos avances y los elevados cambios de carga se provoquen vibraciones u oscilaciones sensibles.

Al mismo tiempo que con el control de los accionamiento lineales mencionados anteriormente, el control activa los servomotores 38 y los motores 49 de par de torsión para provocar un giro del cuerpo 14 rotativo con respecto a la columna 8 alrededor del primer eje B de rotación, así como un giro del árbol 47 con respecto al cuerpo 14 rotativo alrededor del segundo eje A de rotación y, por consiguiente, una colocación controlada del husillo 11 portafresas. Durante su rotación, el cuerpo 14 rotativo es conducido con precisión por el mecanismo 36 de conducción en arco. Los dos carriles 32 guía con los correspondientes carros 34 guía velan por un apoyo y una conducción rígidos y sin holguras. El ángulo del segmento de arco relativamente grande de los carriles 32 guía y la distancia elegida adecuadamente entre los carros 34 guía posibilitan un ángulo de giro de hasta por lo menos \pm 90º, eventualmente incluso más de \pm 100º, con respecto a la posición cero alrededor del primer eje B de rotación. Además, el husillo 11 portafresas puede ser rotado, condicionado por la configuración del cuerpo 14 rotativo, en especial, la escotadura 31, al menos \pm 90º, incluso más de \pm 100º, con respecto a la posición cero alrededor del segundo eje A de rotación. Además, el husillo 11 portafresas puede atravesar los planos de rotación de los carriles 23 guía con respecto al eje B de rotación. En estas zonas de rotación, se pueden fresar superficies y detalles muy complejos con una muy buena calidad.

Utilizando los dos ejes A y B de rotación mutuamente perpendiculares, la fresa 17 puede ser trasladada por recorridos directos a la posición de mecanización más próxima requerida. No es necesario, en este caso, un giro inverso alrededor de un eje, como en los cabezales portafresas habituales con eje C de giro y un eje A de rotación. Se puede elevar notablemente la velocidad de mecanización. Es posible además llevar a cabo una compensación electrónica de defectos de orientación durante el proceso de mecanización. Para ello, se mide del modo más completo posible la cámara 13 de medición con un proceso de calibración, tras el montaje del cabezal 9 portafresas en la fresadora 1 de pórtico, con diferentes posiciones angulares para detectar las desviaciones entre las posiciones reales y las teóricas y alimentarlas al control. Durante un proceso de fresado, se recurre automáticamente a estas desviaciones para la corrección de posición. Con ello, se pueden rebajar las exigencias de exactitud en la fabricación y el montaje de piezas constructivas de la fresadora 1, en general, y del cabezal 9 portafresas, en especial, conservando una elevada precisión de mecanizado, con lo cual se pueden reducir costes notablemente.

Con la configuración según el invento, se puede reducir notablemente el peso del cabezal 9 portafresas, lo que posibilita aceleraciones más elevadas y aminora las tendencias a las oscilaciones. Se puede conseguir además una dimensión y un contorno de interferencia sensiblemente menores del cabezal 9 portafresas. Por medio del mecanismo 36 de conducción en arco, la columna 8 portante sólo necesita envolver ligeramente el cuerpo 14 rotativo. Se evitan los brazos de horquilla voluminosos para apoyar árboles de giro, así como las piezas de carcasa encapsuladas unas dentro de otras, de las disposiciones habituales. Se ha creado un cabezal 9 portafresas compacto, que hace posible el fresado de contornos muy delicados en un espacio estrecho.

Con medidas apropiadas, como una puesta en tensión electrónica libre de holguras de los mecanismos 39 de engranajes, la previsión de motores de par de torsión para la rotación del husillo 11 portafresas alrededor del eje A, la configuración constructiva de los elementos, el mecanismo 36 de conducción en arco preciso y libre de holguras, el volumen constructivo y peso reducidos del cabezal 9 portafresas, etc., se crea una base para una rigidez dinámica y una exactitud de mecanización elevadas con altas seguridad, economía y durabilidad de la fresadora 1.

En el marco del invento, son posibles numerosas variaciones y modificaciones de la forma de realización descrita anteriormente. Por ejemplo, el cabezal 9 portafresas puede desplazarse también a lo largo de una dirección Z horizontal. Además, la forma del cuerpo 14 rotativo se puede diferenciar de la forma ilustrada, que se ha optimizado en lo que se refiere a una masa y un tamaño de volumen constructivo lo menores posible. El carril 32 guía se podría disponer también en la superficie 23 periférica del cuerpo 14 rotativo y ser envuelto por debajo por los carros guía de la columna 8 portante. Por principio, también es posible una conformación del mecanismo 36 de conducción en arco con únicamente un carril 32 guía. Al contrario, se puede prever adicionalmente al mecanismo 36 de conducción en arco al menos otro mecanismo de conducción en arco más, por ejemplo, en disposición paralela. Aunque esto no se desprenda de las figuras, los carros 34 guía se apoyan en los carriles 32 guía preferiblemente por medio de un mecanismo de bolas circulantes o similar para posibilitar un movimiento de marcha suave. En vez de los dos servomotores 38, se podría prever también un motor único con un mecanismo de engranajes, que puede presentar un juego de engranajes con varios escalones reductores. Se puede utilizar un juego de engranajes puesto en tensión mecánicamente sin holguras. Igualmente se pueden sustituir los motores 49 de par de torsión por servomotores con mecanismos de engranajes. Aunque con los motores de par de torsión, se puede aumentar notablemente la dinámica del cabezal 9 portafresas. Como dispositivos 43, 51 de medición de ángulos se pueden utilizar sistemas de medición discrecionales que trabajen mecánica, óptica, magnética o capacitivamente, o también se pueden derivar las posiciones angulares necesarias indirectamente de la posición angular relativa, por ejemplo, de los árboles de accionamiento de los motores o similares.

Otra forma de realización más del presente invento se ilustra en la figura 4 en una representación de principios sensiblemente simplificada. Siempre que haya coincidencia en la construcción y/o en el funcionamiento, se remite a la descripción precedente utilizando los mismos signos de referencia. La forma de realización ilustrada en la figura 4 se diferencia de la representada en las figuras 1 a 3 por que aquí se ha previsto un mecanismo 36' de conducción en arco también para la conducción del husillo 11 portafresas en su giro alrededor del segundo eje A de rotación. Para ello, se ha configurado el alojamiento 16 del husillo 11 portafresas de modo básicamente cilíndrico y presenta en sus caras frontales, orientadas a la superficie 24 interior del cuerpo 14 rotativo, unos carriles 32' guía en forma de segmento anular o circular, con los cuales colaboran en el carro 34' guía fijado en el cuerpo 14 rotativo. El segundo mecanismo 50 de accionamiento puede estar formado, según modelo del primer mecanismo 37 de accionamiento, por servomotores 38' y mecanismos 39' de engranajes fijados en el cuerpo 14 rotativo, que contienen el piñón fijado en el árbol de accionamiento de los servomotores 38 y un dentado frontal dentado transversalmente previsto en la superficie periférica del alojamiento 16 del husillo. Prescindiendo del apoyo y conducción precisos por medio del mecanismo 36' de conducción en arco adicional, el cabezal 9 portafresas según la figura 4 funciona de igual modo que el de las figuras 1 a 3, de modo que valen adecuadamente la descripción precedente del modo de funcionamiento y las ventajas para evitar repeticiones. Un mecanismo 36' de conducción en arco también podría ser intercalado, por principio, a efectos de la acción únicamente entre el cuerpo 14 rotativo y el husillo 11 portafresas.

Aunque se hayan ilustrado aquí una fresadora 1 de pórtico y un cabezal 9 portafresas para la aplicación especial de fresar estructuras superficiales, se entiende que la fresadora también puede realizarse en otra forma constructiva o preverse como máquina herramienta para otras aplicaciones de conformación, por ejemplo, para perforar. Hasta aquí, el cabezal 9 portafresas forma, en general, una unidad 1 de cabezal portaútiles, que lleva rotativamente un husillo 11 de máquina herramienta alrededor de los dos ejes A y B de rotación. Es obvio que, en relación con el dispositivo especial explicado aquí, no debería ser prevista o adoptada limitación alguna de la zona de protección. Antes bien, las reivindicaciones adjuntas deberían comprender todas las modificaciones, tal como existen en el ámbito de las reivindicaciones.

Una fresadora 1 dispuesta para mecanizar piezas grandes presenta un cabezal 9 portafresas al que corresponden una columna 8 portante desplazable a lo largo de un eje Z longitudinal, un cuerpo 14 rotativo apoyado y conducido rotativamente por medio de un mecanismo 36 de conducción en arco alrededor de un primer eje B de rotación perpendicular al eje Z longitudinal y un husillo 11 portafresas motorizado apoyado rotativamente en el cuerpo 14 rotativo alrededor de un segundo eje A de rotación perpendicular al eje B de rotación. Los giros del cuerpo 14 rotativo y del husillo 11 portafresas son controlados por los mecanismos 37, 50 de accionamiento asociados a los ejes A, B de rotación. El mecanismo 36 de conducción en arco presenta unos carros 34 guía fijados en la columna 8 y un carril 32 guía en forma de segmento circular fijado en el cuerpo 14 rotativo, que posibilitan una zona de giro alrededor del primer eje B de rotación de al menos 180º. Una escotadura 31 prevista en el cuerpo 14 rotativo para montaje del husillo 11 portafresas hace posible una zona de rotación de al menos unos 180º alrededor del segundo eje A de rotación. El cabezal 9 portafresas presenta una estructura compacta y ligera con un reducido contorno de interferencia, que posibilita la fabricación de superficies complejas con alta calidad en un tiempo de mecanizado corto.

Claims (26)

1. Unidad de cabezal portaútiles para mecanizar con arranque de virutas piezas a mecanizar,

con una columna (8), que define un eje (Z) longitudinal,

con un cuerpo (14) rotativo apoyado en la columna (8), que puede rotar por medio de un primer mecanismo (37) de accionamiento con respecto a la columna (8) alrededor de un primer eje (B) de rotación, y

con un husillo (11) de máquina herramienta apoyado en el cuerpo (14) rotativo, que lleva en su extremo libre un útil (17) y que puede rotar alrededor de un segundo eje (A) de rotación por medio de un segundo mecanismo (50) de accionamiento con respecto al cuerpo (14) rotativo,

donde el cuerpo (14) rotativo presenta un cuerpo principal en forma de C con una superficie (23) periférica, superficies (26) frontales axiales y una escotadura (31) prevista en la superficie (23) periférica, que discurre a través de todo el cuerpo (14) rotativo entre las patas en C del cuerpo principal y que está abierta hacia las superficies (26) frontales,

donde para el apoyo rotativo y la conducción del cuerpo (14) rotativo con respecto a la columna (8), se ha previsto exclusivamente al menos un mecanismo (36) de conducción en arco que actúa entremedias, que se ha dispuesto a lo largo del contorno del cuerpo principal del cuerpo (14) rotativo, y

donde el husillo (11) de máquina herramienta se ha apoyado giratoriamente en el cuerpo (14) rotativo en ambas patas en C del cuerpo principal y se ha montado al menos por secciones entre las patas en C del cuerpo principal en la escotadura (31), sobresaliendo sobre la superficie (23) periférica el útil (17) en una posición cero orientada a lo largo del eje (Z) longitudinal y pudiendo sobresalir hacia fuera en caso de una rotación alrededor del segundo eje (A) de rotación sobre las superficies (26) frontales axiales del cuerpo (14) rotativo.

2. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizada porque forma una unidad de cabezal portafresas con un husillo (11) portafresas, preferiblemente un husillo portafresas motorizado.

3. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1,caracterizado porque el primer eje (B) de rotación se ha dirigido perpendicularmente al eje (Z) longitudinal, el segundo eje (A) de rotación se ha orientado perpendicularmente al primer eje (B) de rotación; y el eje (Z) longitudinal, el primer eje (B) de rotación y el segundo eje (A) de rotación se cortan mutuamente en aproximadamente el centro del husillo (11) portafresas.

4. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo (36; 36') de conducción en arco presenta al menos un carril (32; 32') guía en forma de arco circular, que se ha montado ya sea en el cuerpo (14) rotativo y/o bien en el husillo (11) de la máquina herramienta, y al menos un carro (34; 34') guía poyado en el carril (32; 32') guía, que se ha fijado ya sea a la columna (8) y/o bien al cuerpo (14) rotativo.

5. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 4, caracterizado porque el mecanismo (36; 36') de conducción en arco para el apoyo rotativo y la conducción de un elemento (14; 11) presenta con respecto a otro elemento (8; 14) dos carriles (32; 32') guía, que discurren coaxialmente alrededor del respectivo eje (A; B) de rotación así como axialmente a distancia y mutuamente paralelos.

6. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque cada carril (32; 32') guía se ha asociado a dos o varios carros (34; 34') guía dispuestos a distancia unos de otros.

7. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el carril (32; 32') guía se ha configurado en forma de un segmente de arco circular, que barre un ángulo de segmento de arco.

8. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo (36; 36') de conducción en arco se ha instalado para hacer posible un movimiento de giro del cuerpo (14) rotativo o bien del husillo (11) de la máquina herramienta de al menos 180º.

9. Unidad de cabezal portaútiles según las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque el ángulo de segmento de arco es de al menos 200º, preferiblemente de entre 220 y 270º.

10. Unidad de cabezal portaútiles según las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque la distancia perpendicular entre los extremos (32a; 32b) libres del carril (32; 32') guía en forma de segmento de arco circular es mayor que la dimensión del husillo (11) de la máquina herramienta medida en dirección de la distancia perpendicular.

11. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 4, caracterizado porque el carril (32; 32') guía se ha configurado de una pieza.

12. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizado porque la columna (8) se ha configurado en forma de un columna (8) portante alargada, que presenta prolongaciones (19a; 19b) de columna por sus extremos dirigidos hacia su cuerpo (14) rotativo, que envuelven ligeramente el elemento (14) rotativo y llevan carros (34) guía del mecanismo (36) de conducción en arco.

13. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 12, caracterizada porque las prolongaciones (19a; 19b) de la columna presentan una dimensión en dirección (Z) longitudinal, que es una fracción de la extensión longitudinal del elemento (14) rotativo.

14. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo (14) rotativo presenta un cuerpo principal básicamente cilíndrico, en cuya, al menos una superficie (26) frontal axial, se ha dispuesto el mecanismo (36) de conducción en arco.

15. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo (14) rotativo presenta dos elementos (21a; 21b) de disco en forma de C, dispuestos a distancia uno de otro y paralelamente en la dirección del primer eje (B) de rotación, que se han unido mutuamente mediante dos nervios (22a; 22b) de unión, que discurren paralemante entre sí en la dirección del segundo eje (A) de rotación.

16. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 15, caracterizado porque los elementos (21a; 21b) de disco llevan en sus superficies (26) frontales unos carriles (32) guía del mecanismo (36) de conducción en arco, que preferiblemente presentan sensiblemente el mismo diámetro exterior que los elementos (21a; 21b) de disco y que están apoyados en los carros (34) guía del mecanismo (36) de conducción en arco fijados en la columna (8).

17. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer mecanismo (37) de accionamiento presenta un motor (38) fijado en la columna (8), preferiblemente un servomotor, así como un reductor (39) intercalado activamente entre la columna (8) y el cuerpo (14) rotativo.

18. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 17, caracterizado porque el mecanismo (39) de engranajes presenta un dentado (42) frontal en una superficie (32) periférica del cuerpo (14) rotativo configurado preferiblemente como dentado helicoidal.

19. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación (17), caracterizado porque el primer mecanismo (37) de accionamiento forma un accionamiento puesto en tensión electrónicamente.

20. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizado porque se ha previsto un dispositivo (43) de medición para captar los ángulos de rotación relativos entre la columna (8) y el cuerpo (14) rotativo.

21. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizado porque en el cuerpo (14) rotativo se ha apoyado giratoriamente un segundo árbol (47), que define el segundo eje (A) de rotación, habiéndose fijado el husillo (11) de la máquina herramienta sobre el árbol (47).

22. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo mecanismo (50) de accionamiento presenta un motor (49) de par de torsión para el accionamiento directo y el control del giro del husillo (11) de la máquina herramienta.

23. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizado porque se ha previsto un segundo dispositivo (51) de medición para captar el ángulo de rotación relativo entre el husillo (11) de la máquina herramienta y el cuerpo (14) rotativo.

24. Unidad de cabezal portaútiles según la reivindicación 1, caracterizado porque el husillo (11) de la máquina herramienta se ha dispuesto de forma liberable en un alojamiento (16) de husillo.

25. Unidad de cabezal portaútiles según una reivindicación discrecional de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque se ha intercalado un mecanismo (36') de conducción en arco activamente entre el cuerpo (14) rotativo y el husillo (11) de la máquina herramienta.

26. Máquina herramienta, en especial una fresadora, con una columna (8) portante que se puede colocar en una cámara de medición tridimensional, que presenta una unidad (9) de cabezal portaútiles, en especial una unidad de cabezal portafresas, con las características de al menos una de las reivindicaciones precedentes.