El presente invento se refiere a un dispositivo para el reposicionamiento o reajuste de una herramienta o útil llevado por una máquina de mecanización con respecto a una pieza a mecanizar por medio de esta herramienta, permitiendo este dispositivo en particular realizar, con la ayuda de un palpador o análogo dispuesto según uno de los ejes de trabajo del portaherramientas, una medida según los tres ejes del espacio, con vistas a ajustar de modo 5 permanente el posicionamiento relativo de la herramienta y de la pieza (véase, por ejemplo, el documento EP-0.638.781-A). Se sabe que de la manera más general, en los talleres de producción o centros de mecanización dónde se efectúan a gran velocidad y con una precisión elevada mecanizaciones repetitivas de piezas en serie por medio de máquinas herramienta, preferentemente de mando numérico o digital, el ambiente no está climatizado de manera que 10 pueden constatarse en él variaciones de temperatura no despreciables, pudiendo oscilar esta temperatura entre 15 y 35º normalmente según la hora del día y el período del año, con gradientes de temperatura más o menos importantes. Resultan de ello tensiones sobre las diversas partes de la máquina así como sobre las piezas a mecanizar, y variaciones de las cotas de mecanización a respetar para cada pieza, siendo estas variaciones perjudiciales para una producción fiable, que respeta tolerancias ajustadas sobre las piezas fabricadas. 15 Para tener en cuenta estas tensiones sobre los órganos de la máquina y sobre las piezas, es por tanto necesario reposicionar o reajustar, con una frecuencia más o menos grande, los orígenes de las partes móviles de esta máquina, en particular sobre aquellas que llevan la herramienta de mecanización, es decir las referencias de medida de las cotas de esta herramienta según los tres ejes del espacio de sus desplazamientos mandados durante la operación realizada sobre la pieza a mecanizar, con una precisión que permanece siempre imperativamente fijada a 20 uno y otro lado de los umbrales impuestos. Se sabe también que estas máquinas herramientas, que comprenden de manera esquemáticamente resumida, un portaherramientas provisto de una o varias brocas de mecanización que pueden ser sustituidas una por otra sobre el portaherramientas según la naturaleza de la mecanización a efectuar sobre la pieza, siendo desplazable esta herramienta según un primer eje, llamado eje Z, con respecto a la pieza a mecanizar inmovilizada sobre un porta-25 piezas que proporciona una cota de referencia absoluta en relación a la broca del portaherramientas. Éste es además apto para ser desplazado según las direcciones de los ejes X e Y, respectivamente perpendiculares entre sí y en la dirección del eje Z, siendo si llega el caso estos movimientos de translación combinados con movimientos de rotación alrededor de estos ejes, siendo determinada la amplitud de estas traslaciones según cada eje del portaherramientas con relación al porta-piezas por separado y en bucle abierto en 30 función de la mecanización a realizar. Ahora bien, si los medios de soporte y de desplazamiento del portaherramientas según el eje Z son simples y fáciles de realizar en razón de una masa relativamente limitada de estos medios, sucede de otro modo en lo que se refiere a los equipos móviles según los ejes X e Y, llevando generalmente el equipo de mando del desplazamiento según el eje X el equipo de mando del portaherramientas según el eje Y, que a su vez soporta el portaherramientas 35 móvil según el eje Z, presentando estos dos equipos masas importantes, ampliamente superiores a la del portaherramientas propiamente dicho. El reposicionamiento periódico de la máquina herramienta y en particular de sus equipamientos según los tres ejes citados con anterioridad, es necesario para determinar por una medida directa la cota absoluta del portaherramientas con respecto a una referencia dada con el fin de tener en cuenta variaciones climáticas que pueden 40 modificar el posicionamiento relativo de estos equipamientos en el transcurso del funcionamiento de la máquina, estando unida esta referencia al porta-piezas. Este reposicionamiento es por tanto difícil y constituye una operación compleja. Una solución conocida consiste en utilizar de modo permanente o a intervalos de tiempos predeterminados, un palpador que sigue el contorno de la pieza a mecanizar y mide el desajuste eventual del punto de contacto con 45 respecto a una referencia registrada, de manera que permita actuar sobre las partes móviles de la máquina para respetar las cotas de mecanización con la precisión impuesta por las tolerancias a respetar. Tal palpador es sin embargo frágil, complejo de utilizar y costoso de mantenimiento. Es por otra parte sensible a las virutas de mecanización y al líquido de refrigeración proyectado sobre la pieza en el transcurso de ésta última, que corren el peligro de deteriorarle rápidamente. 50
El presente invento se refiere a una máquina de mecanización que comprende un palpador y un tope de reposicionamiento de los equipamientos móviles de la máquina herramienta, en particular de mando numérico o digital,
que simplifica de manera esencial la metodología empleada para efectuar este reposicionamiento, gracias a la utilización del palpador que puede sustituir durante la medida a la herramienta de mecanización, cooperando el palpador con un tope especial montado sobre el porta-piezas y suministrando las cotas absolutas de posicionamiento según los tres ejes del espacio, permitiendo deducir de ello las variaciones relativas de posicionamiento de la herramienta con relación a las referencias impuestas por la operación de mecanización a efectuar. 5 A este efecto, la máquina de mecanización considerada, para el reposicionamiento a tope de los orígenes absolutos de la máquina de mecanización, en particular de mando numérico o digital, provista de un portaherramientas apropiado para desplazarse según las direcciones respectivamente perpendiculares de los tres ejes X, Y y Z del espacio enfrente de una pieza a mecanizar montada sobre un porta-piezas fijo con respecto a la herramienta móvil, se caracteriza porque incluye un palpador apto para sustituir a la herramienta de mecanización de la máquina para un 10 desplazamiento según el eje Z del portaherramientas, estando adaptado este palpador para hacer contacto con un esfuerzo limitado contra un tope fijado sobre el porta-piezas e incluyendo una cara plana que se extiende perpendicularmente a la dirección del eje Z y otras dos caras cuyos planos están inclinados sobre este eje, delimitando las normales a estos planos inclinados respectivamente con la dirección del eje Z dos superficies planas perpendiculares una a la otra para materializar las direcciones de los ejes X e Y, el ángulo de los planos de las caras 15 inclinadas del tope, que materializa las direcciones de los ejes X e Y con el plano de la cara plana perpendicular al eje Z, es igual a 30º y el palpador está constituido por un cuerpo de revolución apropiado para ser fijado sobre el portaherramientas de la máquina según la dirección del eje Z y presenta una extremidad esférica, realizando un contacto puntual con cada uno de los planos del tope. En una variante de realización, el tope presenta la forma de una pirámide truncada, con una cara plana y dos 20 de sus caras laterales consecutivas inclinadas. En otra variante, el tope puede incluir tres elementos distintos, de los que cada uno presenta una de las caras apropiada para cooperar con el palpador para materializar las direcciones de los ejes X, Y y Z. Gracias a estas disposiciones, el desplazamiento del palpador con el portaherramientas según el eje Z proporciona, en función de la cara del tope encontrado contra la cual la parte esférica de este palpador hace contacto, 25 una información sobre el posicionamiento relativo de la pieza con respecto a la herramienta, permitiendo el reposicionamiento de las cotas absolutas de mecanización, realizando una corrección de las derivas térmicas intervenidas en funcionamiento. Cada contacto del palpador con una de las caras del tope cierra momentáneamente el bucle de medida permitiendo determinar inmediatamente los errores de posicionamiento, que son directamente medidos y corregidos 30 numérica o digitalmente por el mando de la máquina que reposiciona así la herramienta con respecto a la pieza. Otras características de un dispositivo de reposicionamiento a tope de una herramienta de máquina de mecanización de acuerdo con el invento, aparecerán aún a través de la descripción siguiente de un ejemplo de realización dado a título indicativo y no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos en los que: La fig. 1 es un esquema de principio, que ilustra los elementos fijos y móviles de una máquina herramienta de 35 mando numérico o digital que incluye un dispositivo de acuerdo con el invento. La fig. 2 es una vista en perspectiva del palpador empleado con el dispositivo de la fig. 1. La fig. 3 es una vista igualmente en perspectiva, del tope adaptado para cooperar con el palpador de la fig. 2, según un primer modo de realización. La fig. 4 es una vista en perspectiva de una variante de realización del tope según la fig. 3. 40 En la fig. 1, la referencia 1 designa en su conjunto una máquina de mecanización, preferentemente de mando numérico o digital, cuyos elementos esenciales son sugeridos muy esquemáticamente en el dibujo, siendo estos elementos bien conocidos en sí mismos en la técnica y no exigiendo que sean descritos aquí más en detalle. Esta máquina incluye un bastidor fijo 2 sobre el que está dispuesto un conjunto 3 que soporta un portaherramientas 4 constituido por un mandril de fijación 5 para una herramienta de mecanización, principalmente del 45 género de una broca 6 de perforación o de fresado. El mandril de fijación 5 puede girar sobre sí mismo de manera que permita el montaje, al lado de la broca 6, de un palpador 7 susceptible de sustituir momentáneamente en posición a la broca, por medio de un mecanismo clásico de barrilete o similar.
El conjunto 3 incluye un mecanismo 8 cuyo detalle de la realización no importa tampoco para el invento, salvo para precisar que este mecanismo está dispuesto de manera que permita imprimir en particular a la broca 6 y si llega el caso al palpador 7, un movimiento de desplazamiento según la dirección de un primer eje, esquematizado en Z en el dibujo. Este conjunto incluye igualmente otros mecanismos, respectivamente 9 y 10, apropiados para permitir 5 comunicar al portaherramientas 4 desplazamientos independientes del anterior, que se efectúan según dos ejes, respectivamente X e Y, que son perpendiculares entre sí y con el eje Z, estando representados esquemáticamente estos dos ejes en el dibujo con el eje X hecho pivotar en 90º para aparecer en el plano de la figura y facilitar la comprensión del montaje. El bastidor 2 incluye por otra parte un soporte 11 para un porta-piezas 12 sobre el que la pieza a mecanizar 13 10 es convenientemente inmovilizada con relación a la broca 6, la cual está por ejemplo prevista para realizar en esta pieza una perforación ciega 14, consecutivamente al desplazamiento de esta broca según la dirección del eje Z, una vez situada convenientemente delante de la pieza por desplazamiento del porta-herramientas 4 montado sobre el conjunto 3 según las direcciones de los dos otros ejes X e Y. Como consecuencia de las variaciones climáticas en el entorno de la máquina 1 y por las razones ya 15 expuestas, es necesario proceder a intervalos de tiempo apropiados a un reposicionamiento a tope de los orígenes de esta máquina, es decir en particular de la cota absoluta que define la posición relativa de la broca 6 respecto a la pieza 13, con el fin de que las cotas de mecanización de esta última respeten las tolerancias impuestas, independientemente de las variaciones que resulten de las desviaciones de la temperatura ambiente en el curso del funcionamiento. Con este propósito y conforme al invento, se dispone sobre el porta-piezas 12, enfrente del palpador 7, un 20 tope 15, estando ilustrada la estructura parcial de estos dos elementos más precisamente en las figs. 2 a 4. En la fig. 2, se ve en particular que el palpador 7 incluye un dedo axial 16 provisto en una extremidad de un conjunto 17 que permite su montaje y su inmovilización sobre el portaherramientas 4, incluyendo este conjunto medios de fijación cuyo detalle no tiene incidencia sobre las características del dispositivo del invento. En el lado opuesto del conjunto 17, el dedo 16 incluye una extremidad esférica 18, destinada a hacer contacto 25 con el tope 15 del que las figs. 3 y 4 ilustran dos variantes de realización. En la fig. 3, el tope 15 está formado por un bloque metálico 19 provisto de perforaciones 20 que permiten su fijación sobre el porta-piezas 12 como se ha representado en la fig. 1. El bloque 19 incluye tres caras, respectivamente 21, 22 y 23, sobre las que la extremidad esférica 18 del palpador 7 es susceptible de hacer contacto consecutivamente a un desplazamiento apropiado del portaherramientas 30 4. La cara 21 se extiende perpendicularmente a la dirección del eje Z según la cual se desplaza axialmente el palpador 7. Las caras 22 y 23 están inclinadas sobre la cara 21 con un ángulo elegido igual a 30º en el ejemplo considerado, estando realizadas estas caras de tal forma que las normales a estos planos inclinados delimiten respectivamente con la dirección del eje Z dos superficies planas perpendiculares entre una a la otra permitiendo así 35 materializar las direcciones de los ejes X e Y. Gracias a estas disposiciones, el contacto de la extremidad esférica 18 del palpador 7 con la cara 21, perpendicular al eje Z, permite obtener una medida directa del desajuste según la dirección de este eje. Por el contrario, los desajustes constatados según las direcciones de los ejes X e Y, por contacto del palpador con las otras dos caras 22 y 23 respectivamente, hacen intervenir, no solamente un desplazamiento según la dirección del eje Z 40 como precedentemente, sino igualmente la tangente del ángulo de inclinación de estas caras, que es aquí 0,577 para un ángulo de 30º. La fig. 4 ilustra una variante de realización del tope 15 dónde el bloque metálico 19, que incluye las tres caras de medida 21, 22 y 23, presenta la forma de una pirámide truncada, formando las caras 22 y 23 dos lados laterales consecutivos de esta última. 45 Se realiza así un dispositivo de reposicionamiento a tope para máquina herramienta de concepción muy simple, utilizando un palpador rígido de desplazamiento axial y una pieza de contacto que presenta tres caras de las que una es perpendicular al eje Z y cuyas otras dos reenvían los ejes X e Y sobre la dirección de este mismo eje Z con una pendiente apropiada, elegida de 30º en el ejemplo descrito pero que podrá ser diferente en otros modos de realización. 50
Este dispositivo permite efectuar una medida precisa y directa de la posición de la broca con respecto a la pieza a mecanizar, siendo tomadas las desviaciones constatadas con relación a las cotas impuestas por el mando numérico o digital de la máquina a intervalos de tiempo regulares, que interviniendo directamente en la cadena cinemática de ésta, permite un control preciso y renovable según cualquier frecuencia apropiada al tipo de mecanización realizada. 5 Este dispositivo utiliza piezas que son perfectamente robustas, prácticamente indeformables y de un coste limitado, insensibles a la presencia del líquido de refrigeración de la pieza en curso de mecanización y a las virutas producidas, mejorando así estas disposiciones las prestaciones de la máquina. El esfuerzo de contacto entre el palpador y el tope puede por otra parte ser fácilmente controlado y en consecuencia limitado a uno y otro lado de un umbral dado. 10 Bien entendido, es evidente que el invento no se limita a los ejemplos más específicamente descritos anteriormente y representados en los dibujos adjuntos; abarca por el contrario todas las variantes y adaptaciones prácticas. En particular, el dispositivo propuesto permite corregir, no solamente desajustes axiales, sino también variaciones de las posiciones angulares, por medidas efectuadas sobre dos puntos distintos sobre cada eje, independientemente uno del otro. 15 El dispositivo considerado puede igualmente prever que el palpador que coopera con el tope de control sea fijado de manera permanente sobre el portaherramientas de la máquina de tres ejes, sin cambio o permuta de esta herramienta, siendo empleado el palpador de manera independiente a éste último. Igualmente, el reposicionamiento del portaherramientas podría efectuarse directamente sobre la pieza, en particular cuando ésta es mecanizada según las tres direcciones X, Y y Z. 20