ES2938871T3 - Máquina taladradora/fresadora CNC para paneles de madera con un sistema auxiliar de sujeción del panel - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere al sector del procesamiento de la madera y en particular se refiere a una taladradora/fresadora de control numérico para procesar paneles de madera provista de un dispositivo perfeccionado, y el método relacionado, para sujetar el panel durante el procesamiento del mismo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina taladradora/fresadora CNC para paneles de madera con un sistema auxiliar de sujeción del panel La presente invención está relacionada con el sector de la carpintería y, en concreto se refiere a una máquina taladradora/fresadora CNC para procesar paneles de madera, mejorada con un equipo auxiliar, y un procedimiento relacionado, para sujetar el panel durante el procesamiento del mismo. Más concretamente, la invención se refiere a una máquina taladradora/fresadora según el preámbulo de la reivindicación 1.

Como es conocido, en los últimos años se ha vuelto cada vez más corriente la utilización de muebles compuestos por paneles de dimensiones variables fabricados en pequeños lotes repetibles y, más tarde, ensamblados, para fabricar los muebles deseados. Dichos tipos de muebles se han popularizado rápidamente y actualmente se encuentran entre los más vendidos. Los paneles, de dimensiones estándar, deben estar prefabricados con los taladros, ranuras y aberturas necesarios para la conexión con otros paneles, los acabados, los cierres y otros accesorios en general, orificios horizontales y laterales para permitir la introducción de pasadores, la fijación de las bisagras de las puertas o, además para el posicionamiento de los cierres y/o empuñaduras.

Dichos trabajos son realizados en centros de trabajo de control numérico informatizado (CNC, Computer Numeric Control) denominados, en general, “perforadores”. La máquina se programa con el mapeo de los orificios y aberturas a realizar en el panel, que es desplazado para trasladarse y ser posicionamiento en correspondencia con la broca o fresa adecuada al orificio a realizar.

De manera aún más general, en muchos paneles para la fabricación de muebles o partes de los mismos (incluyendo paneles para la fabricación de placas de cocina o superficies superiores de muebles de baño), fabricados de madera, aglomerado o materiales con características y trabajabilidad similares, tales como MDF (Medium Density Fiberboard), existe la necesidad de formar aberturas o ventanas de dimensiones relativamente grandes. Para dicho fin, se realiza un fresado en todo el grosor del panel siguiendo el perfil deseado para la abertura, según una trayectoria cerrada, curvada o poligonal, separando la parte interior de material que es claramente material de desecho.

Cuando la abertura es grande, la parte de desecho interior mencionada anteriormente es, en consecuencia, grande y, por lo tanto, tiene una masa (y una inercia) sustanciales.

De hecho, el solicitante ha observado que, en la fase de cierre de la trayectoria, es decir, cuando la parte interna de desecho queda separada completamente del resto del panel (que continúa estando sujeto por su sistema de transporte específico), tiende a sufrir una sacudida impulsiva, que muy a menudo, hace que golpee el propio panel, con una cierta cantidad de energía, contra el borde de la abertura que acaba de ser completada. Esto conduce a incisiones o mellas más o menos importantes que, en el mejor de los casos, pueden ser reparadas posteriormente, pero a costa de intervenciones manuales (o, no obstante, suplementarias) que son costosas y ralentizan la productividad; en cualquier caso, se produce una disminución de la calidad del trabajo que puede llevar incluso al desecho de la totalidad del panel.

Problemas similares surgen cuando dicha parte interna no es realmente el desecho, sino que realmente representa la parte deseada (por ejemplo, una parte redonda, ovalada, poligonal, etc.), que debe ser separada de un marco exterior que, en ese caso, es la parte de desecho. También en este caso se deben evitar arañazos o imperfecciones para que no se produzca un deterioro en el acabado de la pieza.

Deteniendo la etapa de fresado antes del cierre de la trayectoria, y dejando por lo tanto la parte interior dentro de la abertura unida al panel a través de un pequeño puente de material residual, se evitarían daños, pero a costa de complicaciones de fabricación, en concreto el hecho de tener que recurrir a una operación posterior para romper el puente de conexión y terminar la abertura (o la parte interior, si es la pieza deseada), con tiempos y costes adicionales, y sin embargo, pudiendo tener faltas de calidad, en la zona acabada posteriormente. De hecho, es una solución poco práctica.

Una máquina que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1 adjunta se da a conocer en la Patente DE102007025157.

Partiendo de la aguda observación realizada anteriormente, el presente solicitante ha ideado una solución que consigue una mejora significativa de la calidad en un panel elaborado con un fresado de trayectoria cerrada, en concreto, desarrollándose alrededor de grandes partes de la superficie, sin penalizar la velocidad de fabricación y, al mismo tiempo, con sistemas de herramientas simples (también desde el punto de vista de la renovación o actualización de máquinas preexistentes) y con un coste limitado.

La presente invención da a conocer una máquina taladradora/fresadora para paneles de madera, según la reivindicación 1, que comprende un sistema auxiliar de sujeción del panel.

Las características y ventajas de la máquina taladradora/fresadora para paneles de madera con un sistema auxiliar de sujeción del panel, según la presente invención, serán evidentes a partir de la siguiente descripción de una realización de la misma, proporcionada a modo de ejemplo no limitativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- La figura 1 representa una vista, en perspectiva, de una almohadilla flotante del sistema de sujeción del panel mostrado de manera aislada;

- la figura 2 es una vista frontal de la almohadilla de la figura 1;

- la figura 3 es una vista, en sección, de la almohadilla tomada según la línea MI-MI de la figura 2;

- la figura 4 es una vista superior, en planta, con una zona rota, de la almohadilla de las figuras anteriores;

- la figura 5 es, de nuevo, una vista, en perspectiva, de la almohadilla montada en el dispositivo de taladrado correspondiente y, en concreto, en un dispositivo de presión estándar, mostrada solo en parte en la zona que es pertinente para la presente invención, con la almohadilla bajada y acoplada con un panel que está siendo elaborado;

- las figuras 6a y 6b son vistas laterales de un detalle de la almohadilla, respectivamente, inactiva (es decir, levantada) y activa en acoplamiento con el panel (es decir, bajada); y

- la figura 7 es, de nuevo, una vista, en perspectiva, de un detalle del dispositivo, en la zona donde el panel está acoplado a la almohadilla, bajado en una fase de cierre inminente de la trayectoria de apertura del panel.

Haciendo referencia a las figuras anteriores, un dispositivo auxiliar 1 de almohadilla de sujeción del panel está adaptado para ser montado en una máquina taladradora/fresadora CNC o centro de trabajo, para procesar y, en concreto, taladrar y fresar, paneles de madera (o similares) destinados a la fabricación de muebles. Las características globales de la máquina taladradora pueden ser las mismas que en la técnica anterior, siendo por ejemplo (pero no de manera limitativa) similares a las de la máquina descrita en la Patente EP3106276; por lo tanto, la máquina no se muestra en su totalidad ni se describe en detalle.

En relación con la presente invención, haciendo referencia más específica a las figuras 5 y 7, es suficiente señalar que la máquina taladradora comprende un carril de alimentación con un plano de trabajo XY, en general, horizontal, sobre el que se apoya el panel P que se va a procesar y es transportado, según un eje de alimentación o dirección X, por medio de un sistema principal de sujeción y transporte del dispositivo. Un tercer eje Z ortogonal al plano de trabajo completa un sistema de referencias absolutas, y representa la dirección de avance para la entrada en la fase de trabajo de un cabezal portaherramientas de una unidad de taladrado (bien conocida también, claramente, por su estructura y funcionalidad) que, de hecho, realiza el trabajo en el panel P, y está dispuesta debajo del plano XY; estando representado en la figura 7 solamente el extremo de una herramienta de fresado F de dicha unidad. Todas las operaciones de la máquina están controladas por medio de una unidad electrónica de control que puede ser programada a través de un microprocesador, configurada según las técnicas de control conocidas de las máquinas automáticas o semiautomáticas.

Cabe señalar, asimismo, que la máquina, también según una construcción conocida, puede comprender ventajosamente, adyacente a la zona operativa de la unidad de taladrado, pero en el semiespacio opuesto con respecto al plano XY (en la práctica será, en general, el semiespacio superior por encima del plano y el panel), uno o varios dispositivos de presión 2 de tipo estándar. Están dispuestos en número y posición previstos, distribuidos a lo largo de un eje Y transversal, ortogonal al eje X de alimentación en el plano XY - en función de las características dimensionales del panel a procesar y del tipo de trabajo, y están adaptados para hacer presión sobre la cara superior del panel P para oponerse al empuje del taladrado.

Volviendo al dispositivo auxiliar 1 de almohadilla, y haciendo referencia más específica a las figuras 1 a 4, el dispositivo en la realización preferente mostrada en el presente documento comprende los siguientes elementos esenciales (su disposición espacial se refiere a la posición cuando está montado en la máquina, en el semiespacio superior mencionado anteriormente):

- un soporte 11, adaptado para ser integrado con una infraestructura de la máquina; preferentemente dicha infraestructura está proporcionada realmente por uno de los dispositivos de presión 2 mencionados anteriormente; - una corredera 12, soportada por el soporte 11, debajo de él y deslizable según una dirección paralela al eje Z; - un accionador lineal 13, normalmente neumático, dispuesto entre el soporte 11 y la corredera 12, para controlar el desplazamiento de esta última con respecto al primero;

- una zapata 15, soportada por la corredera 12 debajo de ella, deslizable según una dirección paralela a la dirección X de alimentación, por medio de una guía lineal 14, preferentemente del tipo de cojinete de bolas;

- medios de oposición elásticos, tales como resortes helicoidales 16, a su vez dispuestos operativamente entre la zapata 15 y la corredera 12 para oponerse al desplazamiento de la primera con respecto a la segunda en ambos sentidos y para favorecer el retorno a una posición centrada en ausencia de fuerzas externas;

- y, finalmente, una almohadilla real 17 fijada de manera reemplazable en el lado inferior de la zapata 15, adaptada para entrar en contacto de sujeción por medio de la presión sobre el panel P en el lado opuesto respecto a la unidad de taladrado, y para ello fabricados de un material adecuado para producir un rozamiento estático suficiente con el material del panel, pero sin provocar daños ni arañazos (por ejemplo se puede utilizar una madera de dureza inferior a la dureza del panel).

Entrando con más detalle en las características constructivas del dispositivo mostrado en el ejemplo, el soporte 11 tiene ventajosamente dos faldones, configurados según las respectivas abrazaderas 111, que pueden ser apretadas manualmente por medio de empuñaduras 112 alrededor de casquillos 113 externamente coaxiales a los respectivos tornillos 114 que se insertan, quedando ligeramente sobresalientes, en orificios formados en el marco de un dispositivo de presión 2. Para acoplarse con los casquillos, las abrazaderas tienen asientos de forma apropiada. Aflojando las abrazaderas, se puede ajustar la posición del soporte (y con él la posición de todo el dispositivo de la almohadilla) según el eje Y transversal, y también es posible sacar y retirar completamente el propio dispositivo. El soporte 11, sostenido por la parte posterior a través de las abrazaderas 111, tiene por lo tanto una parte delantera 115 sobresaliente, sobre la que está configurado el sistema de guía de la corredera 12 que, en esta realización, prevé dos montantes 121 que se elevan separados entre sí desde el propio cuerpo 122 de la corredera, y encajan de manera deslizante en los asientos 116 formados en el soporte 11. En una posición intermedia entre los montantes y, por lo tanto, situado centrado, el accionador lineal 13 está fijado con su cuerpo de accionamiento al soporte 11 y con su vástago al cuerpo 122 de la corredera. Obviamente, el cuerpo del accionador estará dotado de las conexiones de alimentación eléctrica apropiadas, como bien conoce un experto en la materia. El accionador está adaptado para desplazar la corredera verticalmente entre una posición bajada (activa) en la que se apoya con un cierto grado de fuerza sobre el panel P, y una posición elevada inactiva en la que no interfiere con el propio panel. Uno de los dos elementos de la guía lineal 14 está conectado a la parte inferior de la corredera, sosteniendo los otros elementos la zapata 15. Adyacentes a la guía 14, paralelos a ella, se extienden dos resortes helicoidales 16, dispuestos coaxialmente alrededor de una barra 152 sostenidos por un cuerpo de zapata 151 de la zapata 15 a lo largo de la guía 14, a una cierta distancia de la misma, y de manera deslizante en el interior de un soporte de guía 123 que sobresale en posición central hacia abajo desde el cuerpo 122 de la corredera. Los resortes 16 están comprimidos entre el soporte 123 y las pestañas 153 que se elevan en los extremos del cuerpo 151 y que, de hecho, sostienen la barra 152.

La almohadilla 17 se fija a continuación de manera que pueda ser sustituida a la cara inferior del cuerpo 151 de la zapata 15, por medio de tornillos 171.

Desde el punto de vista operativo, el posicionamiento y el consiguiente montaje del dispositivo 1 en la máquina se realiza de modo que evita el área de trabajo de la unidad de taladrado y, en concreto, puede acoplarse con el panel P que se está procesando, en una zona rodeada por una trayectoria T predefinida de la acción de fresado/taladrado y, por lo tanto, acoplarse con una parte del panel P' definida dentro de dicha trayectoria, estando destinada, por lo tanto, la parte P' a ser aislada del resto del panel y convertida en desecho después del procesamiento (pero también, o alternativamente, puede ser el propio producto terminado deseado). Coincidiendo con el inicio del taladrado (o incluso antes de que la herramienta de fresado complete el cierre de la trayectoria), la corredera 12, levantada hasta ese momento (figura 6a), es bajada a la posición activa llevando la almohadilla a acoplarse sobre el panel (figura 6b). La corredera se mantiene en esta posición durante el fresado, con la posibilidad de que la zapata 15 se desplace horizontalmente, modulada por los resortes 16, lo que permite sin embargo seguir los desplazamientos del panel según la dirección X de alimentación.

La posición baja es mantenida, como mínimo, hasta la finalización de la trayectoria, y es precisamente en el momento de cerrar la trayectoria (momento que está a punto de producirse en la fase representada en la figura 7) cuando la acción de la almohadilla es fundamental para fijar la parte interior P' contra la superficie de trabajo, oponiéndose a la fuerza de impulsión que tiende a zarandear dicha parte P' y, por lo tanto, a evitar que impacte fuertemente con el perímetro de la trayectoria en la parte principal del panel.

Se concluye el aislamiento y el desprendimiento de la parte interior, por lo que se puede continuar con los procedimientos tradicionales para volver a la configuración de reposo de la herramienta de fresado y a la extracción del panel de la máquina, volviendo a colocar la almohadilla en la posición elevada en el momento adecuado, todo ello, obviamente, gestionado adecuadamente por medio del sistema de control.

Las ventajas de la máquina taladradora según la invención quedan claras a partir de lo que se ha descrito anteriormente. Con una solución constructiva racional y relativamente sencilla, que además se puede implementar inmediatamente en máquinas preexistentes, se puede resolver de manera efectiva el problema percibido, evitando de este modo que se produzcan rechazos de piezas debido al efecto del impacto de la parte del panel cuando se realizan grandes trayectorias de apertura (tanto si la parte interior es el desecho, como si representa que es el producto final deseado), garantizando al mismo tiempo una velocidad de fabricación sin alteraciones.

Se pueden introducir diversos cambios en la construcción del dispositivo 1 de almohadilla y en sus procedimientos de montaje, siendo en principio suficiente que el dispositivo tenga medios de soporte 11 que puedan ser anclados (de manera reversible o irreversible) a la infraestructura de la máquina (la infraestructura, en general, y que comprende por ejemplo medios accesorios tales como dispositivos de presión 2), de uno o varios elementos de almohadilla 17 destinados a contactar con el panel, a lo largo de un segmento parcial del recorrido con respecto al recorrido de alimentación del panel y a lo largo del mismo, con un control coordinado de los medios de accionamiento del elemento o elementos de almohadilla con respecto al accionamiento de la unidad de taladrado. En principio, dicho resultado puede ser obtenido con diferentes mecanismos cinemáticos, por ejemplo, sistemas articulados, entendiéndose que una solución a considerar especialmente eficaz en términos de compacidad, fiabilidad y sencillez es la que prevé una corredera 12, accionada con un movimiento alternativo con respecto a los medios de soporte en la dirección Z de avance, medios de accionamiento 13, para controlar el desplazamiento de la corredera, y medios de zapata 15, con uno o varios elementos de almohadilla 17 para contactar con el panel, estando dotado también el dispositivo o la parte del mismo que comprende los medios de zapata, de un grado de libertad lineal a lo largo de una dirección que concuerda o es paralela a la dirección de alimentación/desplazamiento del panel sobre la superficie de trabajo de la máquina, para un segmento parcial del recorrido con respecto al recorrido de alimentación del panel, para ser desplazado pasivamente por el movimiento de arrastre del panel. Dicho grado de libertad se materializa mediante una conexión deslizante de la zapata con respecto a la corredera.

Además, el dispositivo 1 de almohadilla representa una unidad distinta, con su propia independencia estructural y funcional, y está adaptado para conectarse con máquinas preexistentes (es decir, como un accesorio antes de ser montado en la máquina o cuando se desmonta de la misma).

La presente invención ha sido descrita en el presente documento haciendo referencia a una realización preferente de la misma. Se debe comprender que pueden existir otras realizaciones que estén dentro del alcance de la protección tal como está definida en las reivindicaciones enumeradas a continuación.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Taladradora/fresadora para paneles de madera o materiales similares, que comprende: una infraestructura que define un carril de alimentación que define un plano de trabajo (XY) y una dirección (X) de alimentación para un panel (P) a ser procesado en dicho plano; una unidad de taladrado (F), montada en dicha infraestructura en un semiespacio identificado por dicho plano (XY) para estar adaptada para desplazarse como mínimo acercándose y/o alejándose de dicho panel (P) a lo largo de una dirección (Z) de avance ortogonal a dicho plano de trabajo; medios principales de sujeción y transporte, adaptados para alimentar dicho panel en dicha dirección (X) de alimentación dispuestos en dicha infraestructura o asociados a la misma; y medios de control adaptados para controlar operativamente como mínimo dicha unidad de taladrado y dichos medios principales de sujeción y transporte, comprendiendo la máquina un dispositivo auxiliar de sujeción del panel (P), comprendiendo el dispositivo de sujeción del panel (P) medios de soporte (11) anclados de manera reversible o irreversible a dicha infraestructura, en el semiespacio opuesto al de la unidad de taladrado (F), uno o varios elementos de almohadilla (17), soportados de manera movible por dichos medios de soporte, adaptados para entrar en contacto de presión con el panel durante un segmento parcial del recorrido con respecto al recorrido de alimentación del panel en dicha dirección (X) de alimentación, y medios de accionamiento (13), adaptados para controlar el desplazamiento de dichos uno o varios elementos de almohadilla (17), estando configurados dichos medios de control para controlar dichos medios de accionamiento de dichos uno o varios elementos de almohadilla (17) de manera coordinada con el funcionamiento de dicha unidad de taladrado (F), comprendiendo además, la máquina medios de deslizamiento (12), deslizables alternativamente con respecto a dichos medios de soporte (11) como mínimo en dicha dirección (Z) de avance entre una posición activa y una posición inactiva en la que los elementos de almohadilla (17) se acoplan y desacoplan respectivamente al panel, estando adaptados dichos medios de accionamiento (13) para controlar el desplazamiento de dichos medios de deslizamiento, estando configurados dichos medios de control para controlar el desplazamiento de dichos medios de deslizamiento (12), estando la máquina caracterizada por que comprende, además medios de zapata (15), dotados de dichos uno o varios elementos de almohadilla (17), que están adaptados para establecer contacto con el panel en la posición activa, estando dispuesto como mínimo otro grado de libertad lineal por medio de un soporte deslizante de dicho medio de zapata (15) con respecto a dicho medio de deslizamiento (12), de manera alternativa en dicho segmento parcial del recorrido a lo largo de una dirección paralela a dicha dirección (X) de alimentación, comprendiendo la máquina, además, medios elásticos de oposición, tales como resortes helicoidales (16), dispuestos operativamente entre dichos medios de zapata (15) y dichos medios de deslizamiento (12) para oponerse al desplazamiento de la primera con respecto a los últimos en ambos sentidos, y para favorecer el retorno a una posición centrada en ausencia de fuerzas externas, por lo que, como resultado de dicho grado adicional de libertad dichos medios de zapata (15) son pasivamente móviles por un movimiento de arrastre del panel cuando dichos medios de deslizamiento (12) están en la posición activa.

2. Máquina, según la reivindicación 1, en la que dichos medios de zapata (15) están conectados a dichos medios de deslizamiento (12) a través de una guía lineal (14) del tipo de cojinete de bolas, extendiéndose dichos resortes helicoidales (16) adyacentes a dicha guía (14), paralelos a la misma, estando dispuestos coaxialmente alrededor de una barra (152) sostenida por un cuerpo (151) de dichos medios de zapata (15), a lo largo de dicha guía (14) y a una cierta distancia de la misma, y deslizables en el interior de un soporte de guía (123) que sobresale centralmente de un cuerpo (122) de dichos medios de deslizamiento (12), estando comprimidos dichos resortes (16) entre dicho soporte (123) y unas respectivas pestañas (153) que se elevan en los extremos de dicho cuerpo (151) de los medios de zapata y que sustentan dicha barra (152).

3. Máquina, según la reivindicación 2, en la que dichos medios de deslizamiento (12) comprenden dos montantes (121) que se elevan de manera separada entre sí desde dicho cuerpo (122) de la corredera y se acoplan de manera deslizante en asientos (116) formados en dichos medios de soporte (11), estando dispuestos dichos medios de accionamiento (13) en una posición intermedia entre dichos montantes y conectados operativamente a dichos medios de soporte (11) y a dicho cuerpo (122).

4. Máquina, según la reivindicación 2 o 3, en la que dichas una o varias almohadillas comprenden una almohadilla (17) conectada de manera reemplazable a dicho cuerpo (151) de dichos medios de zapata (15),

5. Máquina, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que dichos medios de soporte (11) comprenden dos faldones configurados según las respectivas abrazaderas (111), adaptadas para ser apretadas manualmente mediante empuñaduras (112) alrededor de casquillos (113) coaxiales exteriormente a los respectivos tornillos (114) introducidos en orificios practicados en el marco de un dispositivo de presión (2) dispuesto en dicha infraestructura.

6. Máquina, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichas una o varias almohadillas (17) están fabricadas de un material adaptado para producir una fricción estática suficiente con el material del panel sin causar daños o arañazos, tal como madera que tenga una dureza inferior a la del panel.

7. Máquina, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos medios de control están configurados para la ejecución, por medio de dicha unidad de taladrado, de un proceso de fresado según una trayectoria cerrada, curvada o poligonal, que aísla una parte interior del panel, y para controlar dicho dispositivo auxiliar de sujeción mediante el cual dicho dispositivo es empujado/presionado en dicha parte interior contra el plano de trabajo, y el empuje se mantiene como mínimo con un determinado tiempo de retardo después de cerrar dicha trayectoria.