ES2643563T3 - Método de corte para cara circunferencial interior o cara circunferencial exterior de trabajo - Google Patents

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Description

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DESCRIPCION
Metodo de corte para cara circunferencial interior o cara circunferencial exterior de trabajo Antecedentes de la invencion
La presente invencion se refiere a un metodo de corte para una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior de un trabajo usando una herramienta de corte de un arbol principal que gira alrededor de una posicion predeterminada que funciona como un centro y para el que es ajustable un radio de giro. Un ejemplo de tal metodo se divulga en el documento JP2000-42804A. El “giro del arbol principal” no se limita a la rotacion del arbol principal a lo largo de un eje central del mismo sino que se refiere a rotaciones que incluyen la rotacion del arbol principal alrededor de la posicion predeterminada que funciona como un centro.
Lo que se llama una mecanizacion de orbita en la que un arbol principal gira alrededor de un centro predeterminado se ha adoptado como un metodo para formar una cara circunferencial interior y una cara circunferencial exterior de un trabajo en caras curvadas de formas variadas como cilindros, formas ahusadas, rebordes, o similares, tal como se divulga en la Bibliograffa de Patente 1. Este metodo de mecanizacion es tecnicamente ventajoso en que la mecanizacion puede lograrse en cualquier posicion en que se ubique una mesa que soporta el trabajo.
Sin embargo, en el metodo de mecanizacion en orbita segun la tecnica relacionada, el trabajo no se hace girar y el corte se realiza solo girando el arbol principal. Por lo tanto, la velocidad de corte es limitada.
Para el corte del trabajo, la Bibliograffa de Patente 2 propone un metodo de corte que implica el movimiento de una mesa que soporta una herramienta ademas de la rotacion del arbol principal.
Sin embargo, en el metodo de las tecnicas anteriores, la mesa se mueve linealmente usando un tornillo a bolas, y no se configura una suma de la velocidad angular de giro del arbol principal (vease la Figura 2 y la ecuacion diferencial (1) y (2) en la seccion [0021]).
Ademas, la rotacion del arbol principal y el movimiento de la mesa necesitan controlarse basandose en expresiones complicadas (por ejemplo, expresiones (5) ~ (99) mostradas en las secciones [0023] ~ [0073]).
La Bibliograffa de Patente 3 propone una configuracion en la que la rotacion del arbol principal puede reforzarse mediante un movimiento de arco circular del trabajo. Sin embargo, la configuracion debe controlarse basandose en operaciones complicadas en las que el numero de rotaciones del arbol principal se sincroniza con el movimiento complementario relativo del arco circular del trabajo en una relacion predeterminada.
De esta manera, para el corte de la cara circunferencial interior o la cara circunferencial exterior del trabajo, no se ha propuesto ningun metodo de corte para sumar la velocidad de corte de la herramienta de corte y proporcionar un control simple para la suma.
Bibliograffa de la tecnica relacionada
Bibliograffa de Patente 1: documento JP H08-126938 A Bibliograffa de Patente 2: documento JP 2007-34653 A Bibliograffa de Patente 3: documento JP 2000-190127 A
Breve sumario de la invencion
La presente invencion se define en la reivindicacion 1. De acuerdo con la presente invencion, se proporciona un metodo de corte en el que, en el corte de una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior de un trabajo basandose en el giro de un arbol principal alrededor de una posicion predeterminada que funciona como un centro, una velocidad de corte se suma y esta suma se controla simplemente para permitir un rapido corte de la cara circunferencial interior y la cara circunferencial exterior del trabajo. Unas modificaciones opcionales ventajosas se definen en las reivindicaciones dependientes. Por ejemplo, la invencion puede tener una configuracion basica (1); un metodo de corte para una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior de un trabajo usando una herramienta de corte que se proyecta desde un arbol principal que gira alrededor de una posicion predeterminada que funciona como un centro y para la que es ajustable un radio de giro, en el que una mesa que soporta el trabajo se establece en un eje central rotativo que es coaxial con un eje central de giro del arbol principal, y la mesa rota en una direccion opuesta a una direccion de giro del arbol principal para sumar una velocidad de corte de la herramienta de corte, y
una configuracion basica (2) del metodo de corte para una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior del trabajo de la configuracion basica (1), en el que una posicion de un centro de giro del arbol principal es movil en una direccion ortogonal o una direccion oblicua a un plano ortogonal al eje central de giro, y cuando la posicion del centro de giro del arbol principal es movil en la direccion oblicua, una posicion central rotativa de la mesa tambien se mueve en asociacion con el movimiento en la direccion oblicua para mantener el estado coaxial.
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En la mesa que soporta el trabajo que rota en la direccion opuesta a la direccion de giro del arbol principal se permite la suma de la velocidad de corte sin ningun control especial, mientras que la cara circunferencial interior o la cara circunferencial exterior del trabajo puede formarse en cualquiera de unas caras curvadas de diversa forma mediante el control de un pequeno numero de parametros, es decir, una velocidad angular de giro del arbol principal y/o una velocidad angular rotativa de la mesa (en el caso de la configuracion basica (1)) y un radio de giro del arbol principal y una posicion movil y una velocidad movil de un centro de giro del arbol principal en la direccion ortogonal o la direccion oblicua al plano ortogonal al eje central de giro del arbol principal (en el caso de la configuracion basica (2)).
Es decir, el aspecto de la presente invencion elimina la necesidad de un control basandose en calculos complicados u operaciones tal como se divulga en la Bibliograffa de Patente 2 y 3.
Breve descripcion de los dibujos
La FIGURA 1 es un diagrama de bloques de un sistema que permite que se implemente un metodo de la presente invencion;
las FIGURAS 2(a) y 2(b) son vistas en planta que indican el estado de un plano en una direccion ortogonal a un eje central de giro de un arbol principal, la FIGURA 2(a) indica que se ha cortado una cara circunferencial interior y la FIGURA 2(b) indica que se ha cortado una cara circunferencial exterior;
las FIGURAS 3(a) y 3(b) indican un metodo para formar una forma ahusada normal moviendo la posicion de un centro de giro del arbol principal y cambiando secuencialmente un radio de giro, la FIGURA 3(a) es una vista en planta que indica un lugar de movimiento de una punta de una herramienta de corte, y la FIGURA 3(b) es una vista lateral de la forma ahusada formada mediante el cambio secuencial;
las FIGURAS 4(a) y 4(b) indican un metodo para formar una forma ahusada escalonada mediante el movimiento de la posicion del centro de giro del arbol principal y cambiando el radio de giro de una manera gradual, la FIGURA 4(a) es una vista en planta que indica un lugar de movimiento de la punta de la herramienta de corte y la FIGURA 4(b) es una vista lateral de la forma ahusada escalonada formada mediante el cambio gradual; y las FIGURAS 5(a), 5(b) y 5(c) son vistas en perspectiva que indican un proceso para formar una forma de anillo moviendo helicoidalmente y finalmente circunferencialmente moviendo la punta de la herramienta de corte en una region interior y una region exterior del trabajo sin mover la posicion de centro de giro del arbol principal, indicando la FIGURA 5(a) un proceso para formar una pared interior en una forma de anillo, indicando la FIGURA 5(b) un proceso para formar una pared exterior en una forma de anillo y la FIGURA 5(c) indicando la forma de anillo terminada.
Descripcion detallada de la invencion
Tal como se indica en la FIGURA 1, los componentes de la presente invencion incluyen un arbol principal 1 que gira, una herramienta de corte 2 proporcionada en un lado de punta del arbol principal 1, un trabajo 3, una mesa 4 que soporta el trabajo 3 y un aparato de control 5 que controla el movimiento del arbol principal 1 y la mesa 4 (en la FIGURA 1, las flechas vacfas indican un estado de movimiento del arbol principal 1 asociado con el ajuste de un radio de giro o un estado de movimiento del arbol principal 1 en la direccion ortogonal o la direccion oblicua, unas flechas curvadas indican un estado de giro mediante la rotacion del arbol principal 1 y un estado rotativo de la mesa 4, una flecha de puntos desde el aparato de control 5 indica un estado donde se envfan unas senales que permiten que una velocidad angular de giro y una velocidad angular rotativa se controlen, y unas flechas solidas indican estados donde las senales se envfan, lo que permite el control del movimiento del arbol principal 1 asociado con el ajuste del radio de giro del arbol principal 1, y en la configuracion basica (2), el control del movimiento del centro rotativo de la mesa 4 asociado con el movimiento del centro de giro del arbol principal 1 en la direccion ortogonal o la direccion oblicua y el movimiento del centro de giro del arbol principal 1 en la direccion oblicua).
En la presente invencion, los elementos a controlar son parametros indicativos de la velocidad angular de giro del arbol principal 1 con respecto al centro de giro y/o la velocidad angular rotativa de la mesa 4, el radio de giro del arbol principal 1 (los elementos antes descritos corresponden a la configuracion basica (1)) y ademas la posicion movil y la velocidad movil del centro de giro en la direccion ortogonal o la direccion oblicua con respecto al plano ortogonal a un eje central 6 para el giro del arbol principal 1 (los elementos antes descritos corresponden a la configuracion basica (2)). Para la configuracion basica (1), el numero de los parametros es solo dos o tres, y para la configuracion basica (2), el numero de los parametros es solo tres o cuatro.
Ademas, la velocidad angular de giro y la velocidad angular rotativa actuan en direcciones opuestas y de esta manera naturalmente se suman entre sf. Ya que la necesidad de un control especial para sumar la velocidad de corte se elimina, un metodo de control es muy simple.
El arbol principal 1 y la herramienta de corte 2 realizan un movimiento de giro alrededor de una posicion central predeterminada. Una punta de la herramienta de corte 2 corta una cara circunferencial interior del trabajo 3 tal como se indica en la FIGURA 2(a) o corta una cara circunferencial exterior del trabajo 3 como se indica en la FIGURA 2(b). El radio de giro del arbol principal 1 desde la posicion central es ajustable, y asf, el radio de curvatura de la punta de la herramienta de corte 2 tambien es ajustable, permitiendo que una cara curvada de corte se seleccione
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opcionalmente.
Es decir, unas caras curvadas circunferenciales en las FIGURAS 2(a) y 2(b) solo indican ejemplos tfpicos basados en la rotacion mediante la composicion de la rotacion del arbol principal 1 y la rotacion de la mesa 4. La cara curvada de corte no se limita necesariamente a la cara curvada circunferencial.
La velocidad de corte de la herramienta de corte 2 debe ser constante para proporcionar una cara de corte uniforme.
A la vista de tal exigencia, para las configuraciones basicas (1) y (2), una realizacion se adopta a menudo en la que el total de la velocidad angular de giro del giro del arbol principal 1 y la velocidad angular rotativa del trabajo 3 se establece como grande con una distancia que disminuye desde el centro de giro a la punta de la herramienta de corte 2.
En particular, el uso de expresiones simples tal como se describe a continuacion permite que la velocidad de corte de la punta de la herramienta de corte 2 se establezca con un valor constante C.
Tal como se indica en las FIGURAS 2(a) y 2(b), en el caso de que la distancia desde el centro de giro a la punta de la herramienta de corte 2 se represente como R, y una posicion angular de la herramienta de corte 2 se represente como 0, y que una posicion coordinada de la herramienta de corte 2 se represente como (X, Y), entonces X = R cos0 e Y = R sen0 se formula y
A' = Rcmff- iWsenf^ Y - Rsen()+ ROmsO
se formula (los puntos sobre los caracteres de referencia indican diferenciales de tiempo).
Por lo tanto, cuando la velocidad de corte se representa como V,
imagen1
se formula.
De acuerdo con las expresiones relacionales antes descritas, en las que, en el caso de que la velocidad angular de giro del arbol principal 1 se represente como w y la velocidad angular rotativa de la mesa 4 se represente como W2, el valor constante C puede preestablecerse y controlarse para formular
imagen2
en asociacion con la distancia R y R que es un diferencial de tiempo de la distancia R, para permitir que la punta de la herramienta de corte 2 opere a una velocidad de corte constante V.
En la presente invencion, para formar cada una de las caras interior y exterior circunferencial en cualquiera de las diversas formas de corte, la siguiente realizacion puede adoptarse. Es decir, tal como se muestra en la configuracion basica (2), la posicion del centro de giro del arbol principal 1 es movil en una direccion ortogonal o una direccion oblicua al plano ortogonal al eje central de giro 6. Cuando la posicion del centro de giro del arbol principal 1 es movil en la direccion oblicua, una posicion central rotativa de la mesa 4 tambien se mueve en asociacion con este movimiento para mantener el estado coaxial.
Cuando el centro de giro del arbol principal 1 es movil en la direccion oblicua tal como se ha descrito antes, el eje central de giro 6 del arbol principal 1 se mueve por sf mismo. De esta manera, la posicion central rotativa de la mesa 4 se obliga a moverse con un estado sincronizado a la posicion del centro de giro para mantener el estado coaxial.
Las FIGURAS 3(a) y 3(b) indican que la cara circunferencial exterior se forma en una forma ahusada normal de acuerdo con la realizacion en la que la posicion del centro de giro del arbol principal 1 se mueve en la direccion ortogonal o en la direccion oblicua, mientras que el radio de giro se cambia secuencialmente.
Cuando la forma ahusada tiene caras circunferenciales curvadas en extremos opuestos de la misma, el radio de giro puede ser aproximadamente constante en una fase inicial y una fase final de giro tal como se indica en las FIGURAS 3(a) y 3(b).
Las FIGURAS 4(a) y 4(b) indican que la cara circunferencial interior se forma en una forma ahusada escalonada de acuerdo con la realizacion en la que la posicion del centro de giro del arbol principal 1 se mueve en la direccion ortogonal o en la direccion oblicua, mientras que el radio de giro cambia de una manera gradual.
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Tal como es aparente a partir de las FIGURAS 3(a) y 3(b) y las FIGURAS 4(a) y 4(b), la configuracion basica (2) permite que la cara circunferencial interior o la cara circunferencial exterior se formen en cualquiera de diversas formas.
Todos los dibujos antes descritos indican que el centro de giro del arbol principal 1 se mueve en la direccion ortogonal al plano ortogonal al eje central de giro 6, es decir, en la misma direccion que la del eje central de giro 6. Cuando el centro de giro se mueve en la direccion oblicua al plano, una forma ahusada se obtiene que cambia generalmente en la direccion oblicua.
Como alternativa a las realizaciones indicadas en las FIGURAS 3(a) y 3(b) y las FIGURAS 4(a) y 4(b), si el radio de giro del arbol principal 1 no cambia, la cara circunferencial interior o la cara circunferencial exterior (no se indican en los dibujos) pueden formarse en una forma cilmdrica normal (cuando el centro de giro se mueve en la direccion ortogonal) o una forma cilmdrica oblicua (cuando el centro de giro se mueve en la direccion oblicua).
La FIGURA 5 indica una realizacion en la que la posicion del centro de giro del arbol principal 1 no se mueve en la direccion ortogonal ni en la direccion oblicua. En la realizacion, una forma de anillo se forma como sigue.
(1) En una region interior del trabajo 3 que esta cerca del centro de giro, la distancia desde el centro de giro a la punta de la herramienta de corte 2 se incrementa secuencialmente para mover la punta a lo largo de un lugar helicoidal, en el caso en que la distancia alcanza un estado maximo, el estado maximo se mantiene para formar una pared interior en una forma de anillo.
(2) En una region exterior del trabajo 3 que esta lejos del centro de giro, la distancia desde el centro de giro a la punta de la herramienta de corte 2 se reduce secuencialmente para mover la punta a lo largo de un lugar helicoidal, en el caso en que la distancia alcanza un estado mmimo, el estado mmimo se mantiene para formar una pared exterior en una forma de anillo.
En la realizacion antes descrita, la forma de anillo puede obtenerse rapidamente.
De esta manera, en la presente invencion, el trabajo 3 se corta con una suma de la velocidad de corte para permitir que la cara circunferencial interior y la cara circunferencial exterior se formen rapidamente. La necesidad de un control especial para la suma no se requiere para lograr un control simple.
Ejemplo
En un ejemplo, al menos una de la velocidad angular de giro del arbol principal 1 y la velocidad angular rotativa del trabajo 3 se hace constante.
En este ejemplo, al menos una de la velocidad angular de giro del arbol principal 1 y la velocidad angular rotativa de la mesa 4 no necesitan controlarse.
Por tanto, cuando el centro de giro del arbol principal 1 se mueve en la direccion ortogonal o en la direccion oblicua con respecto al plano, puede realizarse el control con tres parametros. Cuando el centro de giro del arbol principal 1 no se mueve en la direccion ortogonal o en la direccion oblicua con respecto al plano, el control con dos parametros puede realizarse. Por consiguiente, puede lograrse un control muy simple.
Tal como se ha descrito antes, la presente invencion permite que la cara circunferencial interior y la cara circunferencial exterior del trabajo se corten rapidamente en cualquiera de diversas formas bajo un simple control con un numero pequeno de parametros. De esta manera, la presente invencion tiene una aplicabilidad enorme.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de corte para una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior de un trabajo (3) que usa una herramienta de corte (2) que se proyecta desde un arbol principal (1) que gira alrededor de una posicion predeterminada que funciona como un centro y para el que es ajustable un radio de giro (R), en donde una mesa (4) que soporta el trabajo (3) se establece en un eje central rotativo (6) que es coaxial con un eje central de giro (6) del arbol principal (1), caracterizado por que la mesa (4) rota en una direccion opuesta a una direccion de giro del arbol principal (1) para sumar una velocidad de corte de la herramienta de corte (2).
  2. 2. El metodo de corte para una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior de un trabajo de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde una posicion de un centro de giro del arbol principal (1) es movil en una direccion ortogonal o una direccion oblicua a un plano ortogonal al eje central de giro (6), y cuando la posicion del centro de giro del arbol principal (1) es movil en la direccion oblicua, una posicion central rotativa de la mesa (4) tambien se mueve en asociacion con el movimiento en la direccion oblicua para mantener el estado coaxial.
  3. 3. El metodo de corte para una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior de un trabajo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde un total de una velocidad angular de giro del giro del arbol principal (1) y una velocidad angular rotativa del trabajo (3) se establece grande con una distancia que disminuye desde el centro de giro a una punta de la herramienta de corte (2).
  4. 4. El metodo de corte para una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior de un trabajo de acuerdo con la reivindicacion 3, en donde, en el caso de que la velocidad angular de giro del arbol principal (1) se representa como u>1, la velocidad angular rotativa de la mesa (4) se representa como W2, la distancia desde el centro de giro (6) a la punta de la herramienta de corte (2) se representa como R, y una velocidad de corte de la punta de la herramienta de corte (2) se establece con un valor constante C, la velocidad de corte de la herramienta de corte (2) se hace constante realizando el control de manera que W1 + W2 cambia en asociacion con un cambio en la distancia R por lo que
    0>t+0)2=(c2 -R2f/ji
    se formula, donde R indica un diferencial de tiempo de la distancia R.
  5. 5. El metodo de corte para una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior de un trabajo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2, 3 y 4, en donde la posicion del centro de giro (6) del arbol principal (1) se mueve en la direccion ortogonal o la direccion oblicua, mientras que el radio de giro cambia secuencialmente.
  6. 6. El metodo de corte para una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior de un trabajo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2, 3 y 4, en donde la posicion del centro de giro (6) del arbol principal se mueve en la direccion ortogonal o la direccion oblicua, mientras que el radio de giro cambia de una manera gradual.
  7. 7. El metodo de corte para una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior de un trabajo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 y 4, en donde una posicion del centro de giro (6) del arbol principal (1) no se mueve en la direccion ortogonal ni la direccion oblicua, y una forma de anillo se forma como sigue:
    (1) en una region interior del trabajo (3) que esta cerca del centro de giro (6), la distancia desde el centro de giro (6) a la punta de la herramienta de corte (2) se incrementa secuencialmente para mover la punta a lo largo de un lugar helicoidal, en el caso en el que la distancia alcanza un estado maximo, el estado maximo se mantiene para formar una pared interior en una forma de anillo;
    (2) en una region exterior del trabajo (3) que esta lejos del centro de giro (6), la distancia desde el centro de giro (6) a la punta de la herramienta de corte (2) se reduce secuencialmente para mover la punta a lo largo de un lugar helicoidal, en el caso en el que la distancia alcanza un estado mmimo, el estado mmimo se mantiene para formar una pared exterior en una forma de anillo.
  8. 8. El metodo de corte para una cara circunferencial interior o una cara circunferencial exterior de un trabajo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7, en donde al menos una de la velocidad angular de giro del arbol principal (1) y la velocidad angular rotativa del trabajo (3) se hace constante.
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