ES2928962T3 - Máquina herramienta de control numérico - Google Patents

Máquina herramienta de control numérico Download PDF

Info

Publication number
ES2928962T3
ES2928962T3 ES19748599T ES19748599T ES2928962T3 ES 2928962 T3 ES2928962 T3 ES 2928962T3 ES 19748599 T ES19748599 T ES 19748599T ES 19748599 T ES19748599 T ES 19748599T ES 2928962 T3 ES2928962 T3 ES 2928962T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
support
spindle
tool
head
machine tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES19748599T
Other languages
English (en)
Inventor
Vladi Parpajola
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Parpas SpA
Original Assignee
Parpas SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Parpas SpA filed Critical Parpas SpA
Application granted granted Critical
Publication of ES2928962T3 publication Critical patent/ES2928962T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/001—Arrangements compensating weight or flexion on parts of the machine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/14—Control or regulation of the orientation of the tool with respect to the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • G05B19/25—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control
    • G05B19/251—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q2220/00—Machine tool components
    • B23Q2220/006—Spindle heads
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49169—Compensation for temperature, bending of tool
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49186—Deflection, bending of tool

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

Una máquina herramienta de control numérico (1) que comprende: un cabezal portaherramientas (30) que está provisto de un husillo portaherramientas (20) y es capaz de girar/inclinar dicho husillo portaherramientas (20) alrededor de dos rotaciones diferentes. ejes (C, D) inclinados entre sí; una estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14, 101, 104, 107) que soporta la cabeza del portaherramientas (30) y está provista de miembros móviles (7, 11, 15) adaptados para mover la herramienta. cabeza porta (30) en el espacio alrededor de la pieza a mecanizar, durante el mecanizado de la pieza; uno o más microsensores inclinométricos (22) que se ubican sobre la estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14; 101, 104, 107) de la máquina, junto a dicho cabezal portaherramientas (30), y son adaptado para medir/determinar la inclinación del elemento sobre el que están montados los mismos sensores, con respecto a un plano inercial de referencia inmóvil en el espacio; y un dispositivo de control electrónico (21) que comanda los diversos elementos móviles de la estructura de soporte móvil y del cabezal portaherramientas (7, 11, 15, 17), está conectado electrónicamente a dichos uno o más microsensores inclinométricos (22) y está adaptado para controlar, durante el mecanizado de la pieza, los diferentes elementos móviles de la estructura de soporte móvil y del cabezal portaherramientas (7, 11, 15, 17) en base a las señales que llegan de dicho/s microsensor/es inclinómetro/s (22), para corregir la posición espacial y/o la orientación del husillo portaherramientas (20) en base a las señales que llegan desde dichos uno o más microsensores inclinométricos (22). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Máquina herramienta de control numérico
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere a una máquina herramienta de control numérico.
Más en detalle, la presente invención se refiere a una máquina fresadora de puente de control numérico, a la que la siguiente divulgación hará referencia explícitamente sin abandonar, sin embargo, la generalidad.
ANTECEDENTES
Como se conoce, una máquina fresadora de puente de control numérico comprende normalmente: una plataforma de soporte de la pieza, sobre la que se coloca y se fija la pieza que debe mecanizarse; una viga transversal de soporte horizontal, recta, con una estructura de alta rigidez, que se extiende horizontalmente por encima de la plataforma de soporte de la pieza, con los dos extremos axiales descansando de manera deslizante sobre dos hombros elevados laterales, que se proyectan desde la base, sobre lados opuestos de la plataforma de soporte de la pieza, para permitir que la viga transversal de soporte se mueva horizontalmente por encima de la plataforma de soporte de la pieza en una dirección horizontal perpendicular a la dirección longitudinal de la viga transversal; un carro móvil, que está fijado de manera deslizante axialmente hasta un flanco lateral de la viga transversal de soporte, para que se pueda mover a lo largo de la viga transversal paralelamente al eje longitudinal de la viga transversal; una viga de soporte de la cabeza, que está fijada al carro móvil en una posición vertical, con la capacidad de deslizamiento sobre el carro móvil paralelamente a su eje longitudinal, es decir, en una dirección vertical, para que se pueda variar la distancia desde la plataforma de soporte de la pieza hacia abajo; y una cabeza de soporte de la herramienta accionada eléctricamente, que está fijada al extremo inferior de la viga de soporte de la cabeza, de manera que su husillo de soporte de la herramienta puede llegar hasta la pieza que debe mecanizarse, que descansa estacionaria sobre la plataforma de soporte de la pieza hacia abajo.
Más en detalle, la cabeza de soporte de la herramienta está provista normalmente con un husillo de soporte de la herramienta, que es capaz de girar / pivotar alrededor de otros dos ejes de referencia ortogonales entre sí, uno de los cuales coincide normalmente con o está paralelo al eje longitudinal / vertical de la viga de soporte de la cabeza. Las máquinas fresadoras de puente mencionadas anteriormente están provistas finalmente con un dispositivo de control electrónico, que está adaptado para controlar los dispositivos móviles de la viga transversal, del carro móvil y de la viga de soporte de la cabeza, dependiendo de las señales que llegan desde un primer sistema sensor, que detecta la posición de la viga transversal sobre los hombros laterales elevados, que se proyectan desde la base, desde un segundo sistema sensor que detecta la posición del carro móvil sobre la viga transversal, y - finalmente -desde un tercer sistema sensor que detecta la posición de la viga de soporte de la cabeza sobre el carro móvil. Desafortunadamente, la precisión con la que el sistema de control electrónico de la máquina puede determinar la posición absoluta de la herramienta montada sobre el husillo del soporte de la herramienta de la cabeza está limitada por la expansiones térmicas, a las que se someten normalmente los componentes metálicos principales de la máquina.
Por esta razón, las máquinas fresadoras de puente de gran tamaño están provistas actualmente con sistemas de estabilización térmica que limitan, en la mayor medida posible, los efectos causados por las expansiones térmicas de los elementos de soporte estructurales principales de la máquina.
No obstante, incluso con estas soluciones, las máquinas fresadoras de puente de gran tamaño no pueden alcanzar siempre precisiones más altas que una centésima de milímetro.
Cuando la longitud de la viga transversal de soporte excede de 3-4 metros, de hecho, los errores debidos a las expansiones térmicas de la viga transversal y de otras piezas de gran tamaño afectan significativamente a la precisión, con la que el sistema de control de la máquina puede determinar la posición absoluta de la herramienta que está siendo utilizada.
El documento WO2012/032423 A1, que es la base del preámbulo de la reivindicación 1, describe una máquina herramienta de control numérico, que tiene un conjunto de deformación activa, que está adaptado para contra­ deformar la estructura de soporte de la cabeza de soporte de la herramienta antes de la mecanización de la pieza, de manera que la mecanización siguiente de la pieza se realiza con la estructura de soporte en la forma ideal.
DIVULGACIÓN DE LA INVENCIÓN
Objeto de la presente invención es remediar los límites operativos de máquinas fresadoras de puente de control numérico actuales.
En cumplimiento de estos objetos, de acuerdo con la presente invención, se proporciona una máquina herramienta de control numérico como se define en la reivindicación 1 y preferiblemente, aunque no necesariamente, en una cualquiera de las reivindicaciones que dependen de ella.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La presente invención se describirá ahora con referencia a los dibujos que se acompañan, que muestran una realización no limitativa, en donde:
La figura 1 es una vista isométrica de una máquina herramienta de control numérico realizada de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, con partes retiradas para mayor claridad.
La figura 2 es una vista a escala ampliada de una porción de la máquina herramienta mostrada en la figura 1, con partes en sección y partes retiradas para mayor claridad.
La figura 3 es una vista en perspectiva, parcialmente despiezada ordenada, de la porción de la máquina herramienta mostrada en la figura 2, con partes retiradas para mayor claridad; mientras que
La figura 4 es una vista delantera, con partes retiradas para mayor claridad, de la máquina herramienta mostrada en la figura 1, temporalmente deformada debido a expansiones térmicas inesperadas.
La figura 5 es una vista delantera esquemática, que muestra la operación de la máquina herramienta mostrada en la figura 1; mientras que
La figura 6 es un vista en perspectiva de una realización diferente de la máquina herramienta mostrada en la figura 1, con partes retiradas para mayor claridad.
MEJOR MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
Con referencia a la figura 1, el número 1 denota, como un conjunto, una máquina herramienta de control numérico, que encuentra uso particularmente ventajoso en el fresado o escariado de piezas metálicas de gran tamaño.
La máquina herramienta 1 comprende básicamente: una cabeza de soporte de la herramienta, que está provista con un husillo de soporte de la herramienta capaz de retener una herramienta genérica, y que es capaz de pivotar dicho husillo de soporte de la herramienta alrededor de dos ejes de rotación diferentes inclinados uno con respecto al otro; una estructura de soporte móvil, que soporta permanentemente la cabeza de soporte de la herramienta y es capaz de mover, a demanda, la cabeza de soporte de la herramienta en el espacio que rodea la pieza que debe mecanizarse; y un dispositivo de control electrónico que acciona / comanda los varios miembros móviles de la estructura de soporte móvil para mover la cabeza de soporte de la herramienta y su husillo en el espacio que rodea la pieza que debe mecanizarse para realizar, de manera automática, la/s operación/es de mecanización programada/s.
Preferiblemente, el husillo de soporte de la herramienta de la cabeza es, además, un husillo accionado con motor, es decir, un husillo capaz de accionar en rotación la herramienta alrededor de su eje longitudinal.
En el ejemplo mostrado, en particular, la máquina herramienta 1 comprende preferiblemente: una placa de lecho 2, sustancialmente horizontal, que está amarrada firmemente en el suelo y está fabricada preferiblemente de material metálico; dos hombros laterales 3 sustancialmente rectos y preferiblemente fabricados de material metálico, que se elevan / se proyectan verticalmente desde la placa de lecho 2 y se extienden horizontalmente sobre la placa de lecho lado a lado, para formar / delimitar un corredor longitudinal 4, sustancialmente recto, que se extiende preferiblemente a horcajadas en el plano medio vertical de la máquina; y una plataforma de soporte de la pieza 5 fabricada preferiblemente de material metálico, que está adaptada para alojar, descansando encima de ella, la pieza que debe mecanizarse y está localizada dentro del corredor longitudinal 4, delimitado lateralmente por los dos hombros laterales 3.
Más en detalle, los dos hombros laterales 3 están sustancialmente paralelos entre sí y se extienden sobre la placa de lecho 2 sin interrupciones, sobre lados opuestos del plano medio vertical de la máquina, preferiblemente permaneciendo al mismo tiempo paralelos al mismo plano medio vertical.
Preferiblemente, cada hombro lateral 3 está configurado, además, sustancialmente en forma de paralelepípedo. En el ejemplo mostrado, además, los dos hombros laterales 3 están fabricados preferiblemente de una pieza con la placa de lecho 2, para formar un cuerpo rígido sustancialmente en forma de U.
Además, la plataforma de soporte de la pieza 5 está fabricada preferiblemente de una pieza con la placa de lecho 2 y está dimensionada preferiblemente para ocupar toda la longitud del corredor longitudinal 4.
Con referencia a la figura 1, por otra parte, la máquina herramienta 1, además, comprende también: una viga transversal de soporte 6 horizontal larga, sustancialmente recta y preferiblemente fabricada de material metálico, que se extiende a horcajadas en los hombros laterales 3 sustancialmente horizontales y perpendiculares al plano medio vertical de la máquina, y tiene los dos extremos axiales acoplados de manera axialmente deslizante a los dos hombros laterales 3, para que se pueda mover a lo largo de los dos hombros laterales 3, a una altura dada desde la plataforma de soporte de la pieza 5 hacia abajo, en una primera dirección horizontal d1 sustancialmente paralela al eje longitudinal del corredor y perpendicular al eje longitudinal A de la misma viga transversal de soporte 6; y un primer dispositivo móvil 7 controlado electrónicamente, accionado con preferencia eléctrica o hidráulicamente, que es capaz de mover, a demanda, la viga transversal de soporte 6 hacia atrás y hacia delante a lo largo de los hombros laterales 3, en dirección d-i.
Convencionalmente, el eje longitudinal A de la viga transversal de soporte 6 está, además, sustancialmente paralelo al eje cartesiano X, de manera que la dirección di está sustancialmente paralela al eje cartesiano Y.
Además, el corredor longitudinal 4 tiene preferiblemente una anchura que excede de 3 metros, por lo que la viga transversal de soporte 6 tiene una longitud que excede de 3 metros.
Con referencia a la figura 3, en el ejemplo mostrado, en particular, la máquina herramienta 1 preferiblemente tiene, en la parte superior de cada hombro lateral 3, al menos uno y preferiblemente una pareja de carriles rectos 8 que se extienden horizontalmente y paralelos al eje longitudinal del corredor A, es decir, paralelos al eje cartesiano Y y al plano medio vertical de la máquina, con preferencia sustancialmente para toda la longitud del hombro lateral 3. Preferiblemente, cada extremo axial de la viga transversal de soporte 6, por otra parte, está provisto preferiblemente con un bloque deslizante en reposo 9, que se ajusta / descansa de manera axialmente deslizante directamente sobre el/los carril/es recto/s 8 localizado/s sobre la parte superior del hombro lateral 3, para permitir que la viga transversal de soporte 6 se mueva hacia atrás y hacia delante a lo largo de los hombros laterales 3 en la dirección d1.
El dispositivo móvil 7, por otra parte, está estructurado preferiblemente para que pueda mover los dos bloques laterales 9 en reposo de una manera sincronizada a lo largo de los carriles rectos 8 correspondiente, para que pueda mover, a demanda, toda la viga transversal de soporte 6 en dirección di, manteniendo al mismo tiempo siempre la barra transversal paralela a sí misma y ortogonal al plano medio vertical de la máquina.
En el ejemplo mostrado, en particular, el dispositivo móvil 7 incluye preferiblemente una pareja de motores eléctricos lineales, cada uno de los cuales está localizado sobre la parte superior de un hombro lateral 3 respectivo y es capaz de mover el bloque deslizante en reposo 9 correspondiente hacia atrás y hacia delante a lo largo de los carriles rectos 8.
Más en detalle, cada motor eléctrico lineal comprende preferiblemente una pista de estator fija y una corredera ambulante, que es móvil rozando la pista del estator. La pista del estator se extiende sobre la parte superior de los hombros laterales 3, entre los carriles rectos 8. La corredera ambulante, a su vez, está fijada rígidamente al bloque deslizante en reposo 9, para enfrentarse localmente y rozar sobre una porción de la pista del estator.
No obstante, en una realización menos sofisticada, los bloques deslizantes en reposo 9 podrían moverse hacia atrás y hacia delante a lo largo de los carriles rectos 8 a través de un mecanismo móvil de la pista o a través de un mecanismo móvil de tornillo de bolas, en ambos casos accionados por un motor eléctrico o hidráulico.
Con referencia a la figura 1, además, la máquina herramienta 1 comprende: un carro móvil 10, que está fijado a un flanco lateral de la viga transversal de soporte 6 con la capacidad de moverse libremente a lo largo de la viga transversal de soporte 6 paralela al eje longitudinal A de la viga transversal, es decir, en una segunda dirección horizontal d2 sustancialmente perpendicular a la dirección d1 y al plano medio vertical de la máquina; y un segundo dispositivo móvil 11 controlado electrónicamente, accionado con preferencia eléctrica o hidráulicamente, que es capaz de mover, a demanda, el carro móvil 10 hacia atrás y hacia delante a lo largo de la viga transversal de soporte 6 en dirección horizontal d2.
Convencionalmente, el eje longitudinal A de la viga transversal de soporte 6 está, además, sustancialmente paralelo al eje cartesiano X, por lo que la dirección d2 está sustancialmente paralela al mismo eje cartesiano Y.
Más en detalle, en el ejemplo mostrado, la máquina herramienta 1 tiene preferiblemente, sobre el flanco lateral de la viga transversal de soporte 6, al menos uno y preferiblemente una pareja de carriles rectos 12, que se extienden horizontalmente y paralelos al eje longitudinal A de la viga transversal, con preferencia sustancialmente para toda la longitud de la viga transversal de soporte 6. El carro móvil 10, a su vez, está acoplado preferiblemente de una manera axialmente deslizante al carril o carriles rectos 12.
El dispositivo móvil 11, por otra parte, incluye preferiblemente un motor eléctrico lineal, que está localizado sobre el flanco lateral de la viga transversal de soporte 6 y es capaz de mover el carro móvil 10 hacia atrás y hacia delante a lo largo de los carriles rectos 12, en la dirección d2.
Más en detalle, el motor eléctrico lineal del dispositivo móvil 11 comprende preferiblemente una pista de estator fija y una corredera ambulante, que es móvil rozando la pista del estator. La pista del estator se extiende sobre el flanco lateral de la viga transversal de soporte 6, entre los carriles rectos 12. La corredera ambulante, a su vez, está fijada rígidamente al carro móvil 10, para enfrentarse localmente y rozar sobre una porción de la pista del estator.
No obstante, en una realización menos sofisticada, también el carro móvil 10 podría moverse hacia atrás y hacia delante a lo largo de los carriles rectos 12 a través de un mecanismo móvil de la pista o a través de un mecanismo móvil de tornillo de bolas, en ambos casos accionados por un motor eléctrico o hidráulico.
Con referencia particular a las figuras 1 y 2, la máquina herramienta 1 comprende, además: una viga de soporte de la cabeza 14 sustancialmente recta, que está fabricada preferiblemente de material metálico y está fijada al carro móvil 10 con su eje longitudinal B sustancialmente perpendicular al eje longitudinal A de la viga transversal, y con la capacidad de deslizarse sobre el carro móvil 10 paralelo a su eje longitudinal B; y un tercer dispositivo móvil 15, controlado electrónicamente, accionado con preferencia eléctrica o hidráulicamente, que es capaz de mover, a demanda, la viga de soporte de la cabeza 14 con relación al carro móvil 10 paralelo al eje longitudinal B de la viga de soporte de la cabeza 14, para poder variar, a demanda, la altura del extremo inferior de la viga de soporte de la cabeza 14 desde la placa de lecho 2 hacia abajo.
Más en detalle, la viga de soporte de la cabeza 14 está fijada preferiblemente al carro móvil 10 en una posición sustancialmente vertical, con la capacidad de movimiento axial con relación al carro móvil 10 en una dirección d3 sustancialmente vertical y sustancialmente perpendicular a las direcciones d1 y d2.
Convencionalmente, el eje longitudinal B de la viga de soporte de la cabeza 14 está de esta manera sustancialmente paralelo al eje cartesiano Z, por lo que la dirección d3 está sustancialmente paralela al mismo eje cartesiano.
En el ejemplo mostrado, en particular, la viga de soporte de la cabeza 14 consta con preferencia básicamente de un elemento tubular grande, recto con una sección transversal rectangular o cuadrada, que está fabricado de material metálico y está acoplado al carro móvil 10 de una manera axialmente deslizante.
El dispositivo móvil 15, por otra parte, comprende preferiblemente: un tornillo de bolas de eje vertical (no mostrado en las figuras), que está interpuesto entre el carro móvil 10 y la viga de soporte de la cabeza 14; y un motor eléctrico (no mostrado en las figuras), que está alojado dentro del carro móvil 10 y está adaptado para accionar el tornillo de bolas en rotación para que pueda mover axialmente, a demanda, la viga de soporte de la cabeza 14 más cerca o más lejos de la placa de lecho 2 hacia abajo, es decir, para mover la viga de soporte de la cabeza 14 en dirección d3. Con referencia a las figuras 1, 2 y 3, la cabeza de soporte de la herramienta 30 de la máquina herramienta 1 está fijada rígidamente al extremo inferior de la viga de soporte de la cabeza 14, con la capacidad de rotación alrededor de un primer eje de referencia con preferencia sustancialmente paralelo y opcionalmente también coincidente con el eje longitudinal B de la viga de soporte de la cabeza 14, y está provisto con un husillo móvil de soporte de la herramienta, que es capaz de pivotar alrededor de un segundo eje de referencia, que está inclinado con relación al primer eje de referencia.
En otras palabras, la cabeza de soporte de la herramienta 30 está fijada al extremo distal de la estructura de soporte móvil de la máquina con la capacidad de girar / pivotar el husillo de soporte de la herramienta alrededor de otros dos ejes de rotación inclinados uno con respecto al otro.
Más en detalle, la cabeza de soporte de la cabeza 30 de la máquina herramienta comprende una placa de soporte del husillo 16, preferiblemente en forma discoidal, que está fijada al extremo inferior de la viga de soporte de la cabeza 14, para estar coaxial a un eje de referencia C con preferencia sustancialmente paralelo y opcionalmente también coincidente con el eje longitudinal B de la viga de soporte de la cabeza 14. Además, la placa de soporte de la cabeza 16 está fijada al extremo inferior de la viga de soporte de la cabeza 14 con la capacidad de rotación con relación a la viga de soporte de la cabeza 14 alrededor del eje de referencia C.
La cabeza de soporte de la herramienta 30 está provista, además, con un cuarto dispositivo móvil 17 controlado electrónicamente, accionado con preferencia eléctrica o hidráulicamente, que es capaz de girar, a demanda, la placa de soporte del husillo 16 alrededor del eje C, para cambiar la posición angular de la placa de soporte del husillo 16 con relación a una referencia angular dada.
En el ejemplo mostrado, en particular, el dispositivo móvil 17 está alojado preferiblemente dentro de la viga de soporte de la cabeza 14, detrás de la placa de soporte del husillo 16.
Con referencia a las figuras 1, 2 y 3, la cabeza de soporte de la herramienta 30 incluye, además, un conjunto de husillo 18, que está fijado rígidamente a la placa de soporte del husillo 16, para sobresalir por debajo de la viga de soporte de la cabeza 14 y llegar hasta la pieza que debe mecanizarse estacionaria sobre la plataforma de soporte de la pieza 5.
En otras palabras, la placa de soporte del husillo 16 está localizada sobre el extremo distal de la estructura de soporte móvil de la máquina, y el conjunto de husillo 18 está fijado rígidamente a la placa de soporte del husillo 16. Preferiblemente, el conjunto de husillo 18 está fijado, además, a la placa de soporte del husillo 16 de una manera rígida y estable, aunque fácilmente separable.
Con referencia a las figuras 1, 2 y 3, el conjunto de husillo 18 está dividido, además, en un tronco o cuerpo principal 19 y un husillo pivotable 20 de soporte de la herramienta.
El tronco o cuerpo principal 19 está acoplado / acoplable rígidamente a la placa de soporte del husillo 16, de manera que puede girar selectivamente alrededor del eje de referencia C junto con la placa.
El husillo de soporte de la herramienta 28, a su vez, está montado sobre el cuerpo principal 19 con la capacidad de girar / pivotar alrededor de un segundo eje de referencia D, que está inclinado en un ángulo dado con relación al eje C y, por lo tanto, al eje longitudinal B de la viga de soporte de la cabeza 14.
Más en detalle, en el ejemplo mostrado, el eje D está con preferencia sustancialmente perpendicular al eje C y, por lo tanto, al eje longitudinal B de la viga de soporte de la cabeza 14.
El conjunto de husillo 18 está provisto claramente con otro dispositivo móvil (no mostrado en las figuras) controlado electrónicamente, accionado con preferencia eléctrica o hidráulicamente, que está alojado preferiblemente dentro del cuerpo principal 19 y que es capaz de girar, a demanda, el husillo de soporte de la herramienta 20 alrededor del eje D, para cambiar la posición angular del husillo 20 con relación a una referencia angular dada.
En el ejemplo mostrado, además, el husillo de soporte de la herramienta 20 es preferiblemente un husillo de motor accionado eléctricamente o similar, que es capaz de accionar la herramienta en rotación alrededor de su eje longitudinal.
Con referencia a la figura 1, la máquina herramienta 1 está provista adicionalmente con un dispositivo de control electrónico 21, que comanda los varios miembros móviles de la máquina sobre la base de las señales que llegan desde una serie de sensores de posición (no mostrados en las figuras), que están colocados / distribuidos adecuadamente sobre la estructura de soporte móvil de la máquina herramienta 1, para mover y orientar automáticamente el husillo de soporte de la herramienta 20 en el espacio por encima de la plataforma de soporte de la pieza 5, para realizar automáticamente la/s operación/es de mecanización de la pieza programada/s previamente. En otras palabras, el dispositivo de control electrónico 21 de la máquina herramienta 1 está adaptado preferiblemente para controlar el dispositivo móvil 7, el dispositivo móvil 11, el dispositivo móvil 15, el dispositivo móvil 17 y el dispositivo móvil del husillo de soporte de la herramienta 20 (o más bien los servo-motores del conjunto de husillo 18 que controlan el ángulo de posición / pivote del husillo de soporte de la herramienta 20), para mover y orientar el husillo 20, de una manera totalmente automática, en el espacio por encima de la plataforma de soporte de la pieza 5.
Más en detalle, el dispositivo de control electrónico 21 está adaptado preferiblemente para calcular / determinar la posición espacial actual del husillo de soporte de la herramienta 20 y, por lo tanto, la posición espacial de la herramienta montada actualmente sobre el husillo de soporte de la herramienta 20 del conjunto de husillo 18, sobre la base de las señales que llegan desde los sensores de posición mencionados anteriormente (no mostrados en las figuras), y para comandad / accionar los varios dispositivos móviles de la máquina, para mover la cabeza de soporte de la herramienta 30 y su husillo 20 alrededor de la pieza estacionaria sobre la plataforma de soporte de la pieza 5, para realizar automáticamente la/s operación/es de mecanización de la pieza programada/s previamente.
En el ejemplo mostrado, en particular, la máquina herramienta 1 incluye preferiblemente: un primer transductor de posición lineal (no mostrado) que es capaz de detectar / determinar, en tiempo real, la posición de la viga transversal de soporte 6 sobre los hombros laterales 3; y/o un segundo transductor de posición lineal (no mostrado), que es capaz de detectar / determinar, en tiempo real, la posición del carro móvil 10 sobre la viga transversal de soporte 6; y/o tercer transductor de posición lineal (no mostrado), que es capaz de detectar / determinar, en tiempo real, la posición de la viga de soporte de la cabeza 14 sobre el carro móvil 10; y/o un primer codificador u otro transductor de posición angular (no mostrado) que es capaz de detectar / determinar, en tiempo real, la posición angular de la placa de soporte del husillo 16 sobre el extremo inferior de la viga de soporte de la cabeza 14; y/o un segundo codificador u otro transductor de posición angular (no mostrado) que es capaz de detectar / determinar, en tiempo real, la posición angular del husillo de soporte de la herramienta 20 sobre el cuerpo principal 19 del conjunto de husillo 18.
Los transductores de posición lineal y los transductores de posición angular son componentes (sensores de posición) ya ampliamente usados en el campo de máquinas herramientas de control numérico y, por lo tanto, no se describirán más.
Por consiguiente, el dispositivo de control electrónico 21 está conectado con preferencia electrónicamente a los diferentes transductores de posición lineal / angular listados anteriormente y está adaptado para calcular / determinar la posición espacial y la orientación del husillo de soporte de la herramienta 20 de la cabeza de soporte de la herramienta 30 sobre la base de las señales que llegan desde dichos transductores de posición.
Con referencia a las figuras 2 y 3, además, la máquina herramienta 1 comprende adicionalmente uno o más microsensores de medición de la inclinación 22, que están colocados establemente sobre la estructura de soporte móvil de la máquina y están adaptados para medir / determinar, preferiblemente de una manera continua, el ángulo de inclinación de la pieza sobre la que están montados con relación a un plano inercial de referencia (no mostrado) que es inmóvil / fijado en el espacio, es decir, que tiene una actitud constante, y está preferiblemente horizontal. En otras palabras, el/los microsensor/es de medición de la inclinación 22 está/n estructurados preferiblemente para medir / determinar, preferiblemente de una manera continua, el ángulo de cabeceo y/o el ángulo de balanceo de la pieza sobre la que están montados.
Más en detalle, la cabeza de soporte de la herramienta 30 está fijada sobre el extremo distal de la estructura de soporte móvil de la máquina herramienta 1 y el/los microsensor/es de medición de la inclinación 22 está/n colocado/s preferiblemente sobre el extremo distal de la estructura de soporte móvil de la máquina, cerca de la cabeza de soporte de la herramienta 30, o más bien del conjunto de husillo 18.
Preferiblemente, el/los microsensor/es de medición de la inclinación 22 es/son sensor/es de medición de la inclinación MEMS (acrónimo de Micro Electro-Mechanical Systems).
Con más detalle, con referencia a las figuras 2 y 3, el/los microsensor/es de medición de la inclinación 22, o más bien sensor/es de medición de la inclinación MEMS, está/n colocado/s preferiblemente sobre el extremo inferior de la viga de soporte de la cabeza 14, al lado de la placa de soporte del husillo 16, de manera que el plano inercial de referencia está con preferencia localmente sustancialmente paralelo y/o sustancialmente coincidente con el plano de tendido y rotación de la placa de soporte del husillo 16.
En otras palabras, el plano inercial de referencia de los sensores está localmente sustancialmente perpendicular al eje longitudinal B de la viga de soporte de la cabeza 14 y/o al eje de rotación C de la cabeza de soporte de la herramienta 30, o más bien de la placa de soporte del husillo 16.
En el ejemplo mostrado, en particular, el/los microsensor/es de medición de la inclinación 22, o más bien sensor/es de medición de la inclinación MEMS, está/n localizado/s preferiblemente sobre el cojinete de giro 23 u otro miembro de soporte rodante mecánico, que soporta la placa de soporte del husillo 16 de una manera axialmente giratoria. En otras palabras, el/los microsensor/es de medición de la inclinación 22 está/n colocado/s preferiblemente sobre el miembro de soporte mecánico que conecta la cabeza de soporte de la herramienta 30, o más bien la placa de soporte del husillo 16, de una manera libremente giratoria, al extremo distal de la estructura de soporte móvil de la máquina.
Más en detalle, en el ejemplo mostrado, la máquina herramienta 1 está provista preferiblemente con dos sensores de medición de la inclinación MEMS 22, que están colocados preferiblemente sobre el cojinete de giro 23 u otro miembro de soporte mecánico, uno ortogonal al otro, para detectar la inclinación con relación a dos ejes de referencia horizontales ortogonales entre sí.
El dispositivo de control electrónico 21, a su vez, está conectado electrónicamente a dicho/s microsensor/es de medición de la inclinación 22, o más bien a dicho/s sensor/es de medición de la inclinación MEMS, y está adaptado para comandar adicionalmente, durante la mecanización de la pieza, los miembros móviles de la estructura de soporte móvil de la máquina herramienta 1 sobre la base de la señal que proviene desde el/los mismo/s microsensor/es de medición de la inclinación 22.
Más en detalle, el dispositivo de control electrónico 21 está programado/configurado para detectar, durante la mecanización de la pieza y sobre la base de las señales que provienen desde el/los microsensor/es de medición de la inclinación 22, posibles errores en la orientación espacial de la cabeza de soporte de la herramienta 30, o más bien de la placa de soporte del husillo 16, con relación a la calculada y, como una consecuencia, posibles errores en la orientación espacial del husillo de soporte de la herramienta 20 y de la herramienta montada sobre el husillo de soporte de la herramienta 20.
Además, el dispositivo de control electrónico 21 está programado/configurado para comandar los miembros móviles de la máquina herramienta, es decir, los dispositivos móviles 7, 11, 15, 17 y los servo-motores del husillo de soporte de la herramienta 20, sobre la base de las señales que llegan desde el/los microsensor/es de medición de la inclinación 22, para compensar/corregir, durante la mecanización de la pieza y hasta que sea físicamente posible, el posible error en la orientación espacial de la cabeza de soporte de la herramienta 30, o más bien de la placa de soporte del husillo 16.
En otras palabras, el dispositivo de control electrónico 21 está programado/configurado para corregir/ cambiar, en tiempo real, durante la mecanización de la pieza, la posición y orientación espaciales programadas del husillo de soporte de la herramienta 20 para compensar un posible error en la orientación espacial y/o en la orientación de la cabeza de soporte de la herramienta 30, para mantener siempre el husillo de soporte de la herramienta 20, o más bien la herramienta fija sobre el husillo 20 (vector v de la herramienta), sustancialmente en la posición correcta/posición planificada por la mecanización, independientemente de posibles deformaciones presentes en la estructura de soporte móvil de la máquina herramienta 1.
Preferiblemente, el/los microsensor/es de medición de la inclinación 22, o más bien el/los sensor/es de medición de la inclinación MEMS se comunica/n, además, con el dispositivo de control electrónico 21 por medio de señales inalámbricas.
Finalmente, el/los microsensor/es de medición de la inclinación 22, o más bien el/los sensor/es de medición de la inclinación MEMS, tienen preferiblemente una precisión que excede una milésima de un grado.
En el ejemplo mostrado, en particular, el/los microsensor/es de medición de la inclinación 222(son preferiblemente sensor/es de medición de la inclinación producido/s por la compañía SHANGHAI VIGOR TECNOLOGY DEVELOPMENT, Co. Ltd., por la compañía JEVELL INSTRUMENTS LLC, o por la corporación italiano-francesa ST MICROELECTRONICS.
Puesto que los componentes electrónicos están fácilmente disponibles en el mercado, no se describirán más los sensores de medición de la inclinación MEMS mencionados anteriormente.
El funcionamiento de la máquina herramienta 1 se describirá ahora suponiendo, por ejemplo, que un lado de la viga de soporte de la cabeza 14 está iluminada por luz solar directa, mientras que la parte restante de la máquina está en la sombra.
Con referencia a la figura 4, las expansiones térmicas debidas al incremento de la temperatura local, que afectan al flanco de la viga de soporte de la cabeza 14, causan una torsión (realzada adecuadamente en la figura) de la viga de soporte de la cabeza 14, que cambia obviamente la posición espacial y la orientación de la cabeza de soporte de la herramienta 30 y, por consiguiente, también la posición espacial y la orientación del husillo de soporte de la herramienta 20 y de la herramienta montada actualmente sobre el husillo de soporte de la herramienta 20.
En otras palabras, el vector v de la herramienta se desvía desde la posición correcta v0 hasta la posición errónea v-i. En estas condiciones, suponiendo que no se utilizan sensores de medición de la inclinación 22, el dispositivo de control electrónico 21 es incapaz de detectar posibles errores en el posicionamiento de la herramienta y, como una consecuencia, realizará las operaciones de mecanización programadas, sin tener en cuenta el error en la posición espacial y/u orientación actuales de la herramienta (vector v de la herramienta), produciendo de esta manera una pieza con errores dimensionales considerables.
Con referencia a la figura 5, sin embargo, gracias a las señales que llegan desde los sensores de medición de la inclinación 22, el dispositivo de control electrónico 21 detecta, en su lugar, que la cabeza de soporte de la herramienta 30, o más bien la placa de soporte de la cabeza 16, no está actualmente en la posición espacial y en la orientación correctas, aunque los sensores de posición tradicionales digan otra cosa, y de esta manera comanda los miembros móviles de la máquina herramienta para corregir/compensar, en tiempo real, el error en la posición espacial y/o en la orientación de la cabeza de soporte de la herramienta 30, para mantener, durante la mecanización de la pieza, el husillo de soporte de la herramienta 20 y la herramienta montada sobre el husillo de soporte de la herramienta 20 en la posición espacial y en la orientación planificadas para la mecanización realizada actualmente. En otras palabras, el dispositivo de control electrónico 21 comanda los miembros móviles de la máquina herramienta (a saber, los dispositivos móviles 7, 11, 15, 17 y los servo-motores del husillo de soporte de la herramienta 20) para mantener el vector v de la herramienta, asociado con la herramienta montada actualmente sobre el husillo de soporte de la herramienta 20, siempre en la posición correcta v0 , independientemente de las deformaciones posiblemente presentes en la estructura de soporte que soporta la cabeza de soporte de la herramienta 30.
Las ventajas asociadas con la presencia del/los microsensor/es de medición de la inclinación 22 sobre la viga de soporte de la cabeza 14, cerca de la cabeza de soporte de la herramienta 30, o más bien de la placa de soporte del husillo 16, son considerables.
La presencia del/los microsensor/es de medición de la inclinación 22 inmediatamente detrás de la placa de soporte del husillo 16 y, por lo tanto, cerca del conjunto de husillo 18, permiten al dispositivo de control electrónico 21 darse cuenta de que la cabeza de soporte de la herramienta 30 no está en la posición correcta/planificada, y entonces ajustar/corregir, en tiempo real, la posición del husillo de soporte de la herramienta 20 y de la herramienta integral con éste alrededor de la pieza que debe mecanizarse, para eliminar o minimizar de todos modos estos errores de mecanización debidos a posibles deformaciones térmicas de la estructura de soporte de la máquina.
En otras palabras, la máquina herramienta 1 trabaja correctamente incluso cuando su estructura de soporte está deformada, por ejemplo debido a expansiones térmicas imprevistas.
Los microsensores de medición de la inclinación 22, de hecho, miden cantidades físicas que ya están afectadas/alteradas por las expansiones térmicas, a las que está sometida normalmente la estructura de soporte de la máquina. En cambio, se restringe la capacidad a los sensores de posición montados sobre la estructura de soporte de la máquina.
Como una consecuencia, el dispositivo de control electrónico 21 es capaz de reconocer inmediatamente posibles errores en la orientación espacial de la cabeza de soporte de la herramienta 30, o más bien de la placa de soporte del husillo 16, y de realizar las condiciones apropiadas cuando funcionan los varios miembros móviles de la estructura de soporte móvil que, durante el mecanizado de la pieza, mueven la cabeza de soporte de la herramienta 30 y su husillo de soporte de la herramienta 20 alrededor de la pieza que debe mecanizarse.
Claramente, la estructura de soporte móvil de la máquina herramienta 1 puede deformarse también debido a causas diferentes de expansiones térmicas imprevistas, tales como, por ejemplo, una cesión ligera y localizada de los cimientos que soportan la placa de lecho 2, una colisión pequeña con la pieza que debe mecanizarse o incluso desgaste mecánico excesivo.
Además, el uso de sensores de medición de la inclinación MEMS 22 permite colocar los sensores cerca de la cabeza de soporte de la herramienta 30, o más bien de la placa de soporte del husillo 16, donde el espacio disponible es muy pequeño, permitiendo de esta manera reducir más los errores causados por las expansiones térmicas de los componentes metálicos.
Además, la presencia de los microsensores de medición de la inclinación 22 permite al dispositivo de control electrónico 21 monitorizar la orientación espacial del husillo de soporte de la herramienta 20 durante la mecanización de la pieza y detener/interrumpir inmediatamente la mecanización realizada actualmente en el caso de que, durante la mecanización, la desviación de la posición y/o la orientación de la herramienta montada actualmente sobre el husillo de soporte de la herramienta 20 con respecto a la posición espacial y a la orientación planificadas exceda un umbral máximo dado.
Opcionalmente, el dispositivo de control electrónico 21 podría estar programado/configurado, además, para mover simultáneamente el husillo de soporte de la herramienta 20 o, más bien la herramienta montada actualmente sobre el husillo 20, fuera de la pieza que se está mecanizando, para preservar su integridad estructural y, si es necesario, para iniciar un procedimiento de recalibración de la máquina.
Por último, pero no menos importante, la presencia de los microsensores de medición de la inclinación 22 cerca de la placa de soporte del husillo 16 permite simplificar algunas partes de la máquina.
Las máquinas fresadoras de puente de control numérico actualmente en el mercado, de hecho, están provistas con una serie de sistemas de refrigeración, que están colocados sobre la viga transversal de soporte, sobre la viga de soporte de la cabeza y sobre las otras piezas metálicas de tamaño grande de la estructura de soporte de la máquina, y que tienen la función de contener, durante el funcionamiento de la máquina, las expansiones térmicas, a las que están sometidas las piezas.
Los microsensores de medición de la inclinación 22 permiten detectar y corregir, en tiempo real, posibles alteraciones/desviaciones de la posición espacial de la cabeza de soporte de la herramienta 30, o más bien de la placa de soporte del husillo 16, independientemente de las condiciones ambientales, en las que funciona la máquina herramienta.
Como una consecuencia, en la máquina herramienta 1, es posible reducir o simplificar de todos modos los sistemas de refrigeración de la estructura de soporte de la máquina, con la reducción significativa de costes que esto implica. Finalmente, está claro que pueden realizarse cambios y variaciones en la máquina herramienta de control numérico 1 descrita anteriormente, sin por esta razón ir más allá del alcance de protección de la presente invención.
Por ejemplo, la máquina herramienta 1 puede carecer de la plataforma de soporte de la pieza 5.
Con referencia a la figura 6, en una realización diferente de la máquina herramienta 1, además, la estructura de soporte de la máquina comprende preferiblemente: una columna de soporte móvil grande 101, con preferencia sustancialmente en forma de paralelepípedo, que se eleva en voladizo desde la placa de lecho 2 en una dirección sustancialmente vertical, es decir, paralela al eje cartesiano Z, y es capaz de moverse, a lo largo del carril recto 102 específico, presente en la placa de lecho 2, en una dirección horizontal d4 sustancialmente paralela al eje cartesiano X y localmente perpendicular al eje longitudinal F de la columna de soporte 101; y un dispositivo móvil 103, accionado con preferencia eléctrica o hidráulicamente, que está adaptado para mover, a demanda, la columna de soporte 101 hacia atrás y hacia delante a lo largo de la placa de lecho 2 en dirección d4.
Con referencia a la figura 6, en una realización diferente de la máquina herramienta 1, además, la estructura de soporte de la máquina comprende preferiblemente, una columna de soporte móvil grande 101, con preferencia sustancialmente en forma de paralelepípedo, que se eleva en voladizo desde la placa de lecho 2 en una dirección sustancialmente vertical, es decir, paralela al eje cartesiano Z, y es capaz de moverse, a lo largo del carril recto 102 específico, presente en la placa de lecho 2, en una dirección horizontal d4 sustancialmente paralela al eje cartesiano X y localmente perpendicular al eje longitudinal F de la columna de soporte 101; y un dispositivo móvil 103, accionado con preferencia eléctrica o hidráulicamente, que está adaptado para mover, a demanda, la columna de soporte 101 hacia atrás y hacia delante a lo largo de la placa de lecho 2 en dirección d4.
La estructura de soporte móvil de la máquina herramienta 1 comprende, además: una corredera móvil 104, que está montada deslizable sobre una serie de guías rectas 105, que se extienden sobre un flanco lateral de la columna de soporte 101 paralelo el eje longitudinal F de la columna, es decir, verticalmente, para poder moverse libremente a lo largo del cuerpo de la columna de soporte 101 en una dirección ds paralela al eje longitudinal F de la columna, es decir, en una dirección sustancialmente vertical paralela al eje cartesiano Z; y un segundo dispositivo móvil (no mostrado), accionado con preferencia eléctrica o hidráulicamente, que está adaptado para mover, a demanda, la corredera móvil 104 hacia arriba y hacia abajo a lo largo de la columna de soporte 101, en dirección ds, para cambiar la altura de la corredera móvil 104 desde el suelo.
Todavía con referencia a la figura 6, además, en esta realización, la estructura de soporte móvil de la máquina herramienta 1 comprende, también: una viga de soporte de la cabeza recta larga 107 con preferencia de forma sustancialmente prismática, que se extiende en voladizo y horizontalmente desde la corredera 104 ortogonalmente al eje longitudinal F de la columna y a la dirección ds, es decir, mientras permanece sustancialmente paralela al eje cartesiano Y, y está acoplada de una manera deslizante a la corredera 104, para poder moverse en una dirección d6 localmente paralela al eje longitudinal L de la viga de soporte de la cabeza 107, es decir, paralela al eje cartesiano Y; y un tercer dispositivo móvil (no mostrado), accionado con preferencia eléctrica o hidráulicamente, que está adaptado mover, a demanda, la viga de soporte de la cabeza 107 hacia atrás y hacia delante sobre la corredera 104, en dirección d6, para variar, a demanda, la longitud de la porción de la viga de soporte de la cabeza 107 que sobresale desde la columna de soporte 101 paralela al suelo.
Incluso en esta realización, la placa de soporte del husillo 16 de la cabeza de soporte de la herramienta 30 está fijada de manera axialmente giratoria al extremo distal de la viga de soporte de la cabeza 107, con el eje de referencia C con preferencia sustancialmente paralelo y, opcionalmente, también coincidente con el eje longitudinal L de la viga. También en este caso, la viga de soporte de la cabeza 107 está hueca y el dispositivo móvil de la placa 16 (no mostrado en la figura) está alojado preferiblemente dentro de la viga de soporte de la cabeza 107.
Claramente el conjunto de husillo 18 está fijado a la placa de soporte del husillo 16 para proyectarse en voladizo desde la viga de soporte de la cabeza 107.
Con referencia a la figura 6, en esta realización, sin embargo, el husillo de soporte de la herramienta 20 del conjunto de husillo 18 está montado preferiblemente sobre el cuerpo principal 19 con la capacidad de girar/pivotar alrededor de un segundo eje de referencia D, que está preferiblemente, aunque no necesariamente, inclinado aproximadamente 45° con relación al eje C y, por lo tanto, al eje longitudinal L de la viga de soporte de la cabeza 107.
Finalmente, en esta realización, la máquina herramienta 1 carece preferiblemente de la plataforma de soporte de la pieza 5 y, en su lugar, comprende una mesa móvil de soporte de la pieza (no mostrada), que está localizada al lado de la columna de soporte 101, y está estructurada para retener firmemente la pieza metálica que debe procesarse, normalmente también con la capacidad de hacer girar, a demanda, la pieza metálica alrededor de uno o más ejes de referencia ortogonales entre sí.
Incluso en esta realización, la máquina herramienta 1 está provista con uno o más microsensores de medición de la inclinación 22 o más bien con uno o más sensores de medición de la inclinación MEMS, que están colocados/fijados sobre el extremo distal de la viga de soporte de la cabeza 107, preferiblemente cerca de la placa de soporte del husillo 16 de la cabeza de soporte de la herramienta 30, y están adaptados para medir/determinar, preferiblemente de una manera continua, la inclinación de la placa de soporte del husillo 16 con relación a un plano inercial de referencia inmóvil (no mostrado) que, en este caso, es preferiblemente vertical.
De manera similar a la realización anterior, el dispositivo de control electrónico 21 se comunica con el/los microsensor/es de medición de la inclinación 22, o más bien con los sensores de medición de la inclinación MEMS, localizados sobre el extremo distal de la viga de soporte de la cabeza 107, para detectar posibles errores/desviaciones de la cabeza de soporte de la herramienta 30 con relación a la posición espacial teórica, o más bien de la placa de soporte del husillo 16 presenta sobre el extremo distal de la viga de soporte de la cabeza 107.

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. Una máquina herramienta de control numérico (1) del tipo que comprende: una cabeza de soporte de la herramienta (30) que está provista con un husillo de soporte de la herramienta (20) y es capaz de girar/pivotar dicho husillo de soporte de la herramienta (20) alrededor de dos ejes de rotación (C, D) diferentes inclinados entre sí; una estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14; 101, 104, 107) que soporta la cabeza de soporte de la herramienta (30) y está provista con miembros móviles (7, 11, 15) adaptados para mover, durante la mecanización de la pieza, la cabeza de soporte de la herramienta (30) en el espacio que rodea la pieza que debe mecanizarse; un dispositivo de control electrónico (21), que comanda los miembros móviles de la estructura de soporte móvil (7, 11, 15) y los miembros móviles de la cabeza de soporte de la herramienta (30) y su husillo de soporte de la herramienta (20) en el espacio alrededor de la pieza que debe mecanizarse para realizar la mecanización planificada de una manera automática; y uno o más microsensores de medición de la inclinación (22), que están localizados sobre la estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14; 101, 104, 107) de la máquina, cerca de dicha cabeza de soporte de la herramienta (30), y están adaptados para medir/determinar la inclinación del elemento, sobre el que están montados los mismos sensores, con relación a un plano inercial de referencia inmóvil en el espacio;
estando caracterizada la máquina herramienta porque el dispositivo de control electrónico (21) está conectado electrónicamente a dichos uno o más microsensores de medición de la inclinación (22), y está programado/configurado adicionalmente para comandar los miembros móviles de la estructura de soporte móvil (7, 11, 15) y los miembros móviles de la cabeza de soporte de la herramienta (17) también sobre la base de las señales que llegan desde dicho/s microsensor/es de medición de la inclinación (22), para corregir/cambiar, en tiempo real, durante la mecanización de la pieza, la posición espacial y la orientación programadas del husillo de soporte de la herramienta (20) para compensar un posible error en la posición espacial y/u orientación de la cabeza de soporte de la herramienta (30), que resulta de una deformación de la estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14; 101, 104, 107) de la máquina herramienta.
2. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la cabeza de soporte de la herramienta (30) está fijada al extremo distal de dicha estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14; 101, 104, 107), y dichos uno o más microsensores de medición de la inclinación (22) están localizados sobre el mismo extremo distal de la estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14; 101, 104, 107).
3. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la cabeza de soporte de la herramienta (30) comprende: una placa de soporte del husillo (16), que está fijada al extremo distal de la estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14; 101, 104, 107) con la capacidad de rotación alrededor de un primer eje de referencia (C); primeros medios móviles (17) adaptados para girar, a demanda, dicha placa de soporte del husillo (16), para cambiar la posición angular de la placa de soporte del husillo (16) con relación a una referencia angular dada; y un conjunto de husillo (18) que está fijado rígidamente a dicha placa de soporte del husillo (16) y está dividido en un cuerpo principal (19) y dentro de un husillo pivotable de fijación de la herramienta (20).
4. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el cuerpo principal (19) está acoplado/acoplable rígidamente a dicha placa de soporte del husillo (16), para poder girar selectivamente alrededor de dicho primer eje de referencia (C) junto con la misma placa.
5. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, en donde el husillo de soporte de la herramienta (20) está montado sobre el cuerpo principal (19) con la capacidad de girar/pivotar alrededor de un segundo eje de referencia (D) inclinado en un ángulo dado con relación a dicho primer eje de referencia (C).
6. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 3, 4 o 5, en donde dichos uno o más microsensores de medición de la inclinación (22) están colocados cerca de dicha placa de soporte del husillo (16).
7. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dichos uno o más microsensores de medición de la inclinación (22) están colocados sobre el miembro de soporte mecánico (23), que conecta la placa de soporte del husillo (16) de una manera libremente giratoria a la estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14; 101, 104, 107).
8. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dichos uno o más microsensores de medición de la inclinación (22) están colocados sobre el miembro de soporte mecánico (23), que conecta la placa de soporte del husillo (16) de una manera libremente giratoria a la estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14; 101, 104, 107), de manera que el plano inercial de referencia está sustancialmente coincidente con el plano, sobre el que se encuentra y gira dicha placa de soporte del husillo (16).
9. Máquina herramienta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dichos uno o más microsensores de medición de la inclinación (22) se comunican con el dispositivo de control electrónico (21) por medio de señales inalámbricas.
10. Máquina herramienta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho/s uno o más microsensores de medición de la inclinación (22) es/son sensores de medición de la inclinación MEMS.
11. Máquina herramienta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14; 101, 104, 107) comprende: una viga transversal de soporte (6) que se extiende sustancialmente horizontal y es capaz de moverse horizontalmente en una primera dirección horizontal (d-i) sustancialmente perpendicular a su eje longitudinal (A); un carro móvil (10), que es capaz de moverse a lo largo de la viga transversal de soporte (6) paralela al eje longitudinal (A) de la viga transversal; y una viga de soporte de la cabeza (14) que está fijada al carro móvil (10) con su eje longitudinal (B) sustancialmente perpendicular al eje longitudinal (A) de la viga transversal y que es capaz de deslizarse sobre el carro móvil (10) paralelo a su eje longitudinal (B).
12. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 11, en donde la viga de soporte de la cabeza (14) está fijada al carro móvil (10) de una manera sustancialmente vertical.
13. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en donde los dos extremos de la viga transversal de soporte (6) descansan de una manera deslizante sobre una pareja de hombros laterales (3) sustancialmente rectos, que se elevan/proyectan verticalmente desde una placa de lecho (2) y se extienden horizontalmente sobre la placa de lecho (2) uno al lado del otro, para formar/delimitar un corredor longitudinal (4).
14. Máquina herramienta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la estructura de soporte móvil (2, 3, 6, 10, 14; 101, 104, 107) comprende: una columna de soporte vertical (101), que es capaz de moverse horizontalmente en una segunda dirección horizontal (d4) sustancialmente perpendicular a su eje longitudinal (F); una corredera móvil (104), que es capaz de moverse a lo largo de la columna de soporte (101) paralela al eje longitudinal (F) de la columna; y una viga de soporte de la cabeza (107), que está fijada sobre la corredera móvil (104) con su eje longitudinal (L) sustancialmente perpendicular al eje longitudinal (F) de la columna y que es capaz de deslizarse sobre la corredera móvil (104) paralela a su eje longitudinal (B).
15. Máquina herramienta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en donde la placa de soporte del husillo (16) está fijada a un extremo de dicha viga de soporte de la cabeza (14, 107).
16. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el primer eje de referencia (C) está sustancialmente paralelo o coincidente con el eje longitudinal (B, L) de la viga de soporte de la cabeza (14, 107).
17. Máquina herramienta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el plano inercial de referencia de dicho/s uno o más microsensores de medición de la inclinación (22) está sustancialmente horizontal o sustancialmente vertical.
ES19748599T 2018-07-16 2019-07-01 Máquina herramienta de control numérico Active ES2928962T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102018000007230A IT201800007230A1 (it) 2018-07-16 2018-07-16 Macchina utensile a controllo numerico
PCT/IB2019/055602 WO2020016689A1 (en) 2018-07-16 2019-07-01 Numerical-control machine tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2928962T3 true ES2928962T3 (es) 2022-11-24

Family

ID=63834474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES19748599T Active ES2928962T3 (es) 2018-07-16 2019-07-01 Máquina herramienta de control numérico

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11911860B2 (es)
EP (1) EP3823789B1 (es)
CN (1) CN112566751B (es)
CA (1) CA3106308A1 (es)
ES (1) ES2928962T3 (es)
IT (1) IT201800007230A1 (es)
PT (1) PT3823789T (es)
WO (1) WO2020016689A1 (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3623104B1 (en) * 2018-09-12 2021-08-11 FIDIA S.p.A. C-axis unit for a machine tool with an electrospindle
CN117259868B (zh) * 2023-11-24 2024-02-13 山东威腾机械有限公司 一种风力发电机轴承座切削装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5834623A (en) * 1995-03-03 1998-11-10 Ignagni; Mario B. Apparatus and method to provide high accuracy calibration of machine tools
ATE402395T1 (de) * 2000-05-31 2008-08-15 Unova Ind Automation Sys Inc Verfahren und einrichtung zum kalibrieren einer drehachse
ITBO20030043A1 (it) * 2003-01-31 2004-08-01 Jobs Spa Testa porta utensili per macchine utensili pluri asse
ITTO20030502A1 (it) * 2003-07-01 2005-01-02 O M V Ohg Venete S R L Macchina a controllo numerico.
DE102006039202A1 (de) * 2006-08-22 2008-03-20 F. Zimmermann Gmbh Kompakte Fräskopfeinheit
JP2008155339A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 主軸倒れ検出装置及びこれを備えた工作機械
EP2975475B1 (en) * 2007-11-02 2019-05-08 Makino Milling Machine Co. Ltd. Method for preparing error map and numerically controlled machine tool having error map preparation function
CN101797697A (zh) * 2009-02-05 2010-08-11 嵩富机具厂有限公司 工具机旋转喷嘴装置及其控制方法
JP2011121157A (ja) * 2009-12-14 2011-06-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 横中ぐり盤
JP2011140098A (ja) * 2010-01-08 2011-07-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 工作機械の機械変位補正システム
JP5418272B2 (ja) * 2010-02-15 2014-02-19 株式会社ジェイテクト 工作機械の熱変位補正方法および熱変位補正装置
JP5496323B2 (ja) * 2010-04-23 2014-05-21 株式会社牧野フライス製作所 主軸ユニット及びテーブルユニット、並びに工作機械
IT1402471B1 (it) * 2010-09-08 2013-09-13 Camozzi Machine Tools S P A Ora Innse Berardi S P A Macchina utensile di grandi dimensioni munita di un dispositivo per la rilevazione e la correzione delle deformazioni
CN102501141B (zh) * 2011-10-28 2013-07-31 西安交通大学 一种基于内置传感器的数控机床主轴现场动平衡方法
ITBS20120010A1 (it) * 2012-01-26 2013-07-27 Innse Berardi S P A Societa Unipe Rsonale Sistema di posizionamento su una tavola portapezzo di una macchina utensile e metodo di posizionamento del pezzo sulla tavola
ITTV20120045A1 (it) * 2012-03-23 2013-09-24 Parpas S P A Macchina utensile a controllo numerico
TWI516335B (zh) * 2013-11-05 2016-01-11 財團法人工業技術研究院 雙旋轉驅動裝置
JP5800924B2 (ja) * 2014-01-20 2015-10-28 ファナック株式会社 回転工具の回転振れ及び動バランス調整機構
EP3047938B1 (en) * 2015-01-21 2019-06-12 Breton SPA Machine tool comprising a sensing and positioning device adapted to be mounted on the spindle of the machine tool, and associated machining method
CN104802027B (zh) * 2015-05-04 2017-03-29 北京理工大学 一种机床切削力传感器动态保护装置
DE102016210942A1 (de) * 2016-06-20 2017-12-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Orientierung einer Bohrmaschine relativ zu einer Ebene
CN106002436A (zh) * 2016-07-30 2016-10-12 福建新恒裕机械科技有限公司 数控加工中心曲线驱动机构
CN107737952A (zh) * 2017-09-29 2018-02-27 重庆市普创长顺机械有限公司 带分度机构的数控机床主轴箱系统
CN109093443A (zh) * 2018-09-28 2018-12-28 青岛理工大学 基于三轴并联平台的数控卧式车床微量润滑智能喷头系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112566751B (zh) 2023-07-18
CA3106308A1 (en) 2020-01-23
PT3823789T (pt) 2022-10-28
EP3823789A1 (en) 2021-05-26
EP3823789B1 (en) 2022-08-24
CN112566751A (zh) 2021-03-26
IT201800007230A1 (it) 2020-01-16
US20210252654A1 (en) 2021-08-19
WO2020016689A1 (en) 2020-01-23
US11911860B2 (en) 2024-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2687993T3 (es) Taladrado de orificios de coordinación guiado por láser
ES2297559T3 (es) Dispositivo y procedimiento para la medicion de piezas.
ES2582706T3 (es) Máquina herramienta y procedimiento de medición de una pieza de trabajo
ES2928962T3 (es) Máquina herramienta de control numérico
ES2443161T3 (es) Máquinas herramienta y procedimientos de operación de las mismas
EP0493020B1 (en) Machining apparatus provided with tool-position adjustment means
US7334304B2 (en) Machine tool
ES2585589T3 (es) Procedimiento para la medición de máquinas
CN102143827A (zh) 用于标记或处理表面的装置、工具以及关节臂
ES2337615T3 (es) Maquina herramienta que comprende un portico y un portaherramientas con dos ejes perpendiculares de giro.
ES2638514T3 (es) Máquina herramienta, en particular máquina rectificadora y soporte de piezas de trabajo para una máquina herramienta
ES2443877T3 (es) Procedimiento para la determinación de la posición de una herramienta
ES2524360T3 (es) Dispositivo y procedimiento para cortar por chorro de agua
ES2251150T3 (es) Metodo y dispositivo para medir un angulo de plegado de una chapa en una maquina plegadora.
ES2687829T3 (es) Máquina herramienta con compensación de deformación térmica de medios de medición
ES2206414T3 (es) Maquina-herramienta.
ES2297871T3 (es) Procedimiento para medir productos lineales.
ES2875050T3 (es) Dispositivo de medición de la posición para uso en una máquina herramienta
US11934170B2 (en) Operating method of a numerical-control machine tool and detection device for implementing such method
ES2355305T3 (es) Dispositivo de reajuste con tope de una herramienta de máquina de mecanización.
ES2906099T3 (es) Procedimiento y dispositivo de detección tridimensional de una superficie tridimensional de una pieza
KR101467895B1 (ko) 직진광을 이용한 마킹 이동체의 위치 인식 방법과 이를 이용한 마킹 장치
CA2058212C (en) Machining apparatus
JP2008082923A (ja) 測量用ポール等の保持装置
RU2021102749A (ru) Станок с числовым программным управлением