ES2961651T3 - Máquina herramienta multieje, kit y método para conectar un primer cabezal de procesamiento a una máquina herramienta - Google Patents

Máquina herramienta multieje, kit y método para conectar un primer cabezal de procesamiento a una máquina herramienta Download PDF

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workpiece
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Jason B Jones
Peter Coates
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EX SCINTILLA Ltd
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    • B29L2031/082—Blades, e.g. for helicopters

Abstract

Una máquina herramienta dispuesta para suministrar una fuente de energía a través de un cabezal de procesamiento sobre una pieza de trabajo, en la que; la máquina herramienta tiene un mecanismo de sujeción dispuesto para recibir temporalmente el cabezal de procesamiento, u otro cabezal de mecanizado o procesamiento, para procesar una pieza de trabajo; el cabezal de procesamiento comprende uno o más mecanismos de guía dispuestos para dirigir la fuente de energía sobre una pieza de trabajo y un colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento dispuesto para tener conectado al mismo uno o más medios que, en uso, se suministrarán al cabezal de procesamiento facilitar el procesamiento de la pieza de trabajo; en donde el colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento permite que uno o más medios se suministren al cabezal de procesamiento cuando el cabezal de procesamiento está conectado al mecanismo de sujeción; y en el que la máquina herramienta también comprende al menos un mecanismo dispuesto para mover un colector de acoplamiento de suministro dentro y/o fuera de la conexión con el colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento de manera que cuando los dos colectores están conectados, el o cada medio se suministra a el cabezal de procesamiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Máquina herramienta multieje, kit y método para conectar un primer cabezal de procesamiento a una máquina herramienta
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una máquina herramienta multieje, a un kit y a un método para conectar un cabezal de procesamiento a una máquina herramienta multieje.
Antecedentes de la invención
En el pasado se han usado máquinas herramienta para eliminar material de una pieza de trabajo a través de lo que se denomina mecanizado y dichas máquinas herramienta han incluido fresadoras y similares que a menudo están controladas por ordenador o controladas numéricamente por ordenador (CNC). A medida que avanza la tecnología, ahora es posible utilizar dichas máquinas para realizar otras funciones, como otras formas de eliminación de material (ultrasónico, láser y similares), soldadura y deposición de material (como deposición por láser, revestimiento duro, deposición de energía dirigida, fabricación aditiva, etc.).
Se sabe proporcionar disposiciones que proporcionen cabezales de procesamiento que puedan instalarse en máquinas herramienta existentes, tales como fresadoras CNC multieje. Sin embargo, dichos cabezales de procesamiento de la técnica anterior no son tan convenientes como podría desearse.
También se conoce en la técnica el uso de robots, tales como brazos robóticos y similares para procesar materiales. Quizás sea cierto que el campo de los brazos robóticos y las máquinas herramienta estén convergiendo, pero actualmente es cierto que son diferentes. Por ejemplo, los brazos robóticos no son tan rígidos ni precisos debido al mayor grado de movimiento y flexibilidad que ofrecen, lo que generalmente los relega a una segunda opción para operaciones de mecanizado pesado.
El documento US 7020539 divulga un sistema para fabricar una pieza que incluye un ordenador que puede operarse para controlar la fabricación de una pieza tridimensional usando un modelo CAD sólido, una estación de deposición que puede operarse para depositar sucesivas capas bidimensionales de material para fabricar la pieza tridimensional, y una estación de mecanizado que puede operarse para eliminar al menos una porción de una o más de las capas bidimensionales de material depositadas. La estación de deposición incluye un sustrato sobre el cual fabricar la pieza tridimensional, un sistema de deposición basado en soldadura que tiene un soplete de soldadura, un sistema de deposición basado en láser que tiene un cabezal láser, un sistema de revestimiento de polvo de plasma que tiene un soplete de plasma y un robot multieje que puede operarse para, cuando lo dirige el ordenador, utilizar uno de los sistemas de deposición basado en soldadura, sistema de deposición basado en láser y sistema de revestimiento de polvo de plasma para depositar cualquiera de las capas bidimensionales de material. La estación de mecanizado incluye una fresadora multieje y un cambiador de herramienta automático. La fresadora se puede operar para, cuando es dirigida por el ordenador, seleccionar entre una pluralidad de herramientas de mecanizado asociadas con el cambiador de herramienta automático para su uso en la fresadora.
El documento US 2007/000888 describe una máquina de procesamiento láser. Según la presente memoria, una herramienta de mecanizado que está sujeta de forma intercambiable a una sección de montaje de un cabezal de procesamiento de una máquina de procesamiento láser tiene un cuerpo y un miembro de pistón en el cuerpo. El miembro de pistón soporta un motor neumático, un reductor, un portaherramientas y una roscadora. Se envía aire al motor neumático desde una fuente de aire cambiando una válvula, y se envía un gas auxiliar para un giro normal o inverso de una fuente de gas auxiliar a la porción superior del miembro de pistón, de modo que se baja una roscadora para realizar roscas en una pieza de trabajo.
Resumen de la invención
Según un primer aspecto de la invención, se proporciona una máquina herramienta multieje como se define en la reivindicación 1. Las características opcionales de la máquina herramienta multieje son el objeto de las reivindicaciones 2 a 11.
Normalmente, el mecanismo de sujeción de la máquina herramienta se aloja en la punta del husillo. Además, la máquina herramienta tiene normalmente un eje que pasa a través del cabezal de procesamiento cuando está conectado al mecanismo de sujeción y alrededor del que el cabezal de procesamiento se dispone para moverse.
El cabezal de procesamiento puede comprender uno o más mecanismos de guía dispuestos para dirigir la fuente de energía sobre una pieza de trabajo.
El colector de acoplamiento de suministro puede estar dispuesto para permitir que la fuente de energía se transmita al cabezal de procesamiento.
Por lo general, las modalidades permiten que la fuente de energía se transmita a través del colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento una vez que los dos colectores están conectados. Tales modalidades son convenientes porque permiten conectar la fuente de energía a medida que se juntan los colectores.
En otras modalidades, la fuente de energía puede transmitirse a lo largo de un eje de la máquina herramienta. El eje puede estar alineado a través de un eje del mecanismo de sujeción. El experto puede entender que esto es a lo largo de un eje del husillo de la máquina herramienta y puede incluir guiarlo a través de un husillo hueco.
Las modalidades pueden tener conductos dentro del colector de acoplamiento dispuestos para suministrar al menos uno de un medio de enfriamiento dispuesto para enfriar el o cada mecanismo de guía dentro del cabezal de procesamiento, un medio procesable dispuesto para ser procesado, en uso, por la fuente de energía y un medio de protección. Convenientemente, cada uno del medio de enfriamiento, protección y procesable puede denominarse simplemente medio. Nuevamente, tales modalidades son convenientes ya que permiten que los medios, o cada uno de ellos, se suministren convenientemente, en uso, una vez que los colectores están conectados.
Los expertos en la materia apreciarán que es deseable proporcionar un entorno inerte cuando se exponen materiales seleccionados a energía y/o temperatura. Esto se puede hacer mediante el suministro de gas protector (es decir, un medio protector) localmente, por ejemplo a través del cabezal de procesamiento. Alternativamente, esta actividad se puede llevar a cabo dentro de una cámara dispuesta alrededor de la máquina herramienta, o al menos una parte de la máquina herramienta, que mantiene un vacío o un entorno inerte alternativo.
Muchas modalidades proporcionan un mecanismo de alineación dispuesto para alinear al menos uno de los suministros del medio y la fuente de energía con los conductos dentro del colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento. Se apreciará que las fuentes de energía a menudo necesitan alinearse con precisión para que estén enfocadas, en uso, correctamente y proporcionar un mecanismo de alineación garantiza que una fuente de energía que está conectada cuando se conectan los dos colectores esté alineada correctamente.
En algunas modalidades, el mecanismo de alineación está proporcionado, al menos en parte, por una superficie sustancialmente plana.
Convenientemente, hay un alojamiento conectado al colector de acoplamiento de suministro. El alojamiento puede contener mecanismos de guía para la fuente de energía. En una modalidad, el alojamiento contiene un expansor de rayos dispuesto para expandir un rayo láser. Proporcionar al menos parte del mecanismo de guía externo al cabezal de procesamiento puede ayudar a garantizar que se les proporcione un entorno menos hostil en comparación con el entorno dentro del cabezal de procesamiento. El experto apreciará que algunos mecanismos de guía son relativamente frágiles.
Normalmente, las modalidades se disponen, en uso, para enfocar la fuente de energía en una región en línea con un eje longitudinal del cabezal de procesamiento. Una disposición de este tipo es conveniente porque puede hacer que la máquina herramienta sea más fácil de programar, ya que no hay necesidad de tener en cuenta el desplazamiento en múltiples ejes, y es más pequeña, ya que el área de trabajo no necesita tener en cuenta un desplazamiento. El experto entenderá que a medida que el foco de la fuente de energía se desplaza del eje, entonces el área de trabajo requerida para procesar un objeto aumenta significativamente ya que se requieren traslaciones adicionales para tener en cuenta el desplazamiento.
Las modalidades pueden proporcionar la fuente de energía como al menos una de las siguientes: láser, haz de electrones, arco, plasma, microondas, másers, radiación electromagnética enfocada u ondas sonoras (incluido ultrasonido), o similares. La radiación electromagnética puede ser, por ejemplo, cualquiera de las siguientes: rayos X, microondas, luz ultravioleta, radiación infrarroja o similares.
El mecanismo de guía proporcionado dentro del cabezal de procesamiento y/o dentro del alojamiento puede comprender cualquiera de los siguientes: una o más lentes, espejos, prismas, rejillas de difracción, expansores de haz, moduladores espaciales de luz, ópticas, mecanismos de acoplamiento eléctrico, trayectorias del medio conductores, mecanismo de acoplamiento por inducción, componentes de dirección de haz, generadores de campo de dirección de haz, sistemas microelectromecánicos, dispositivos de microespejos, componentes de blindaje tales como blindaje de interferencia electromagnética (EMI), incluido cable coaxial, o similares. Sin embargo, es conveniente que el cabezal de procesamiento comprenda menos componentes y más robustos.
En particular, el cabezal de procesamiento, en algunas modalidades, puede comprender una lente y un reflector.
La máquina herramienta, en uso, puede estar dispuesta para suministrar al menos uno de los siguientes: un metal, polímero o material cerámico típicamente en forma de polvo o filamento; fluidos de enfriamiento o procesamiento; gases; fluido de procesamiento, o similares.
Convenientemente, el controlador de la máquina herramienta está dispuesto para hacer que la máquina herramienta cambie el cabezal de procesamiento dentro del mecanismo de sujeción automáticamente, o al menos semiautomáticamente. El experto apreciará que el término controlador de la máquina herramienta está dispuesto para cubrir tanto los controladores internos de la máquina herramienta como aquellos conectados en red o acoplados de otro modo a la máquina herramienta.
Se apreciará que la expresión “ máquina herramienta” se ha utilizado en relación con la máquina en su conjunto. Se han descrito cabezales intercambiables y los cabezales de fresado y mecanizado convencionales, a veces denominados cortadores o herramientas de mecanizado, se han denominado cabezales de mecanizado. Como se describe en esta solicitud, se utilizan cabezales alternativos, denominados “ cabezales de procesamiento” para procesar una pieza de trabajo que puede implicar la dirección de energía a una pieza de trabajo o la dirección del medio y energía a una pieza de trabajo o la aplicación/deposición del medio sobre una pieza de trabajo.
El experto apreciará que, aunque la invención se ha descrito en relación con una máquina herramienta, se prevé que sería posible modificar robots u otros equipos de fabricación aditiva para utilizar cambios de herramientas y/o estaciones de acoplamiento. Dichos equipos modificados podrán considerarse similares a las máquinas herramienta una vez que hayan sido modificados de esa manera.
Según un segundo aspecto de la invención, se proporciona un kit como se define en la reivindicación 12. Las características opcionales del kit son el objeto de las reivindicaciones 13 a 16.
Las modalidades pueden disponer el colector de acoplamiento para permitir que una fuente de energía se transmita al cabezal de procesamiento. Convenientemente, se conecta un alojamiento al colector de acoplamiento de suministro.
Las modalidades pueden normalmente proporcionar el colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento con conductos en el mismo dispuestos para suministrar al menos uno de un medio de enfriamiento dispuesto para enfriar el o cada mecanismo de guía dentro del cabezal de procesamiento y un medio procesable de fuente de energía dispuesto para ser procesado, en uso, por la fuente de energía. Otros fluidos y/o medios como se describen en el presente documento pueden comunicarse también entre los dos colectores.
En algunas modalidades, se pueden proporcionar mecanismos de guía adicionales además del mecanismo de guía dentro del cabezal de procesamiento, que puede estar asociado con el colector de acoplamiento de suministro.
Al menos algunas modalidades de la invención pueden disponer al menos uno de los mecanismos de guía (el mecanismo de guía dentro del cabezal de procesamiento y/o el mecanismo de guía en el mismo además de), de manera que el medio procesable de fuente de energía pueda fundirse selectivamente dentro del cabezal de procesamiento o externamente del cabezal de procesamiento.
En modalidades alternativas o adicionales, el kit puede comprender una pluralidad de cabezales de procesamiento, cada uno de los cuales está dispuesto para enfocar la fuente de energía de manera diferente a otros cabezales de procesamiento dentro del kit. Por ejemplo, se puede disponer un primer cabezal de procesamiento para fundir el medio procesable de la fuente de energía dentro del cabezal de procesamiento. Se puede disponer un segundo cabezal de procesamiento para fundir el medio procesable de fuente de energía externo al cabezal de procesamiento.
Convenientemente, el colector de acoplamiento comprende un mecanismo de alineación dispuesto para alinear los suministros del medio dentro del colector de acoplamiento de suministro con los conductos dentro del colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento. En algunas modalidades se puede proporcionar un brazo de acoplamiento que está dispuesto para conectar el cabezal al mecanismo de sujeción. A continuación, el brazo se puede retraer a un lugar de almacenamiento.
En algunas modalidades puede haber múltiples brazos de acoplamiento. Además o alternativamente, se pueden proporcionar múltiples cambiadores de herramientas.
Normalmente, el mecanismo de alineación está dispuesto para tener, en uso, conectado al mismo una carcasa dispuesta para transmitir la fuente de energía al cabezal de procesamiento.
El alojamiento puede disponerse para contener el mecanismo de guía adicional además del mecanismo de guía contenido dentro del cabezal de procesamiento.
Normalmente, las modalidades se dispondrán para enfocar la fuente de energía en un punto o área en línea con un eje longitudinal del cabezal de procesamiento.
Según un tercer aspecto de la invención, se proporciona un método para conectar un cabezal de procesamiento a una máquina herramienta como se define en la reivindicación 17. Las características opcionales son el tema de la reivindicación 18.
El método puede comprender adicionalmente el proceso inverso para reemplazar el cabezal de procesamiento dentro de un área de almacenamiento de la máquina herramienta.
Un método para reparar una pieza puede incluir los siguientes pasos:
a) hacer que una máquina herramienta seleccione un cabezal de procesamiento
b) hacer que la máquina herramienta conecte un suministro del medio al cabezal de procesamiento;
c) hacer que la máquina herramienta realice un paso de procesamiento aditivo en donde se agrega material a la pieza;
d) hacer que la máquina herramienta reemplace el cabezal de procesamiento dentro de un área de almacenamiento;
e) hacer que la máquina herramienta seleccione un cabezal de mecanizado del área de almacenamiento;
f) hacer que la máquina herramienta elimine material de al menos el material que se ha añadido a la pieza que se está reparando; y
g) opcionalmente, seleccionar un cabezal de inspección, procesamiento o mecanizado alternativo (como una sonda táctil) e inspeccionar o tratar la pieza de trabajo.
La máquina herramienta puede ser la máquina herramienta del primer aspecto. Los pasos a y b pueden ser el método del tercer aspecto de la invención.
En algunas modalidades se pueden proporcionar también conexiones para conexiones eléctricas, ópticas y mecánicas entre el cabezal de procesamiento y la máquina herramienta. Estas conexiones proporcionan conexiones para sensores y equipos de supervisión de procesos. Dichos sensores pueden comprender aparatos de grabación de imágenes, iluminación, sondas táctiles, escáneres volumétricos y de superficie 3D, sensores tales como sensores de oxígeno y sensores térmicos o cámaras y similares. En algunas modalidades, el sensor de temperatura se puede utilizar para controlar la temperatura de la pieza de trabajo en donde se está llevando a cabo el procesamiento. Los sensores de supervisión de procesos o el equipo de medición pueden comprender parte del cabezal de procesamiento, parte de un colector dispuesto para tener conectados al mismo uno o más medios y/o ser además tanto del cabezal de procesamiento como del colector. Por ejemplo, algunas modalidades pueden proporcionar sensores de supervisión de procesos como un cabezal separado, que puede considerarse como un cabezal de inspección, además de cualquier cabezal de procesamiento y cabezal de mecanizado.
En algunas modalidades, se puede controlar la temperatura de uno o más baños de fusión. Se puede formar un baño de fusión donde se deposita el material. Los medios pueden aplicarse en o hacia la pieza de trabajo y fundirse mediante la aplicación de energía de una fuente de energía. Por tanto, se puede considerar que el medio es un medio procesable por fuente de energía.
En modalidades adicionales o alternativas, el medio se puede depositar en estado fundido.
El cabezal de procesamiento normalmente comprende un suministro del medio.
En una modalidad de la invención se puede proporcionar una fuente de energía en el cabezal de procesamiento. Alternativamente, se puede generar una fuente de energía externamente al cabezal de procesamiento y el cabezal de procesamiento puede estar dispuesto para dirigir o transportar de otro modo la fuente de energía. En algunas modalidades, la fuente de energía la proporciona una batería u otra fuente de energía aislada, tal como una pila de combustible o similares. En otra modalidad adicional o alternativa, la energía puede generarse en el cabezal mediante el movimiento del husillo, por ejemplo mediante un generador, alternador o similares. En otras modalidades, la fuente de energía se suministra al cabezal de procesamiento.
La máquina herramienta puede estar dispuesta para procesar una pieza de trabajo. Alternativamente, o además, la máquina herramienta puede estar dispuesta para depositar el material sobre una pieza de trabajo o para construir una pieza de trabajo, puede ser construyendo la pieza de trabajo desde cero. Una operación de este tipo puede ser la deposición aditiva, incluida la fabricación aditiva, la impresión 3D o la fabricación digital, o similares. Preferiblemente, la máquina herramienta también comprende un cambiador de herramientas dispuesto para cambiar un cabezal en la máquina herramienta. El cambiador de herramientas puede cambiar un cabezal de procesamiento por un cabezal de mecanizado o viceversa. Alternativamente, la máquina herramienta puede estar provista de dos o más cabezales de procesamiento. El cambiador de herramientas puede comprender un área de almacenamiento ubicada fuera de la pieza de trabajo.
La energía se puede aplicar al medio en el cabezal de procesamiento o externamente al cabezal de procesamiento tal como en la superficie de la pieza de trabajo, o al menos cuando el medio se mueve hacia una pieza de trabajo y/o llega a la pieza de trabajo. En una alternativa, la energía se suministra al medio en el cabezal de procesamiento y el medio se deposita sobre la pieza de trabajo. La energía puede suministrarse al medio antes de salir del cabezal de procesamiento o puede suministrarse al medio cuando el medio abandona el cabezal de procesamiento.
Se prevé que el cabezal de procesamiento pueda comprender un suministro del medio dispuesto para suministrar el medio al cabezal desde la máquina herramienta, desde el mecanismo de sujeción o desde una pieza auxiliar de equipo conectada o conveniente a la máquina herramienta. En otra modalidad más, el suministro del medio puede comprender un depósito del medio proporcionado en el cabezal de procesamiento. En algunas modalidades, el depósito del medio se puede rellenar continuamente mediante un suministro que alimenta el medio a través del colector.
En otra modalidad más, el depósito del medio se puede rellenar mientras el cabezal de procesamiento está ubicado en el cambiador de herramientas. Se puede proporcionar un colector de suministro en el cambiador de herramientas y se puede disponer para conectarse al cabezal de procesamiento en el cambiador de herramientas y para rellenar automáticamente el depósito del medio. Adicional o alternativamente, se puede proporcionar al menos un mecanismo para mover el colector de suministro dentro y fuera de la conexión con un suministro del medio cuando el cabezal de procesamiento está en una posición operativa en la máquina herramienta o cuando el cabezal de procesamiento está ubicado en el cambiador de herramientas u otra ubicación de almacenamiento.
En algunas modalidades se suministra un medio al cabezal de procesamiento. En otras modalidades, se pueden suministrar dos o más medios al cabezal de procesamiento. Los medios pueden comprender, por ejemplo, colores alternativos o medios alternativos. En algunas modalidades, un primer medio puede comprender un material de construcción y un segundo medio puede comprender un material de soporte. El material de soporte podrá retirarse una vez terminada la pieza de trabajo. Si se proporciona una pluralidad de medios, entonces la herramienta puede disponerse para poder usar selectivamente esos medios.
En algunas modalidades, el medio puede comprender un material polimérico. En otras modalidades, el medio se puede seleccionar de un grupo que comprende metales, no metales, polímeros, cerámicas, arcilla o materiales dieléctricos. El medio puede proporcionarse en cualquiera de las siguientes formas: en forma de polvo; filamentos, varillas o alambres, en forma semi o totalmente líquida. Alternativamente, el medio puede proporcionarse como, o en suspensión en, un líquido, emulsión, gas, aerosol, suspensión o pasta.
En una modalidad particular, el medio puede comprender un filamento polimérico. Normalmente, dicho filamento puede calentarse mediante la fuente de energía hasta una temperatura tal que el medio pueda alimentarse, dirigirse, extruirse, inyectarse o depositarse de otro modo de manera controlable. Alternativamente, se puede suministrar un medio fluido al cabezal de procesamiento desde el depósito del medio. El medio puede calentarse mediante la fuente de energía hasta que todo el medio en el depósito sea fluido y pueda dispensarse o expulsarse de otro modo de manera controlable. En algunas modalidades, el medio puede comprender también material conductor, semiconductor y dieléctrico de modo que se puedan establecer circuitos eléctricos durante la formación de la pieza de trabajo. En una modalidad alternativa, el medio puede pasar desde el depósito hacia una punta de deposición del cabezal de procesamiento y la energía puede aplicarse al medio antes de que el medio abandone la punta de deposición. Esto puede ser particularmente adecuado para modalidades en donde el medio tiene la forma de un filamento o alambre y el medio puede ser alimentado a través del cabezal de procesamiento mediante un mecanismo de alimentación mecánico tal como mediante rodillos. Puede ser deseable que el medio sea relativamente rígido hasta que esté a punto de depositarse. La energía se puede aplicar justo antes de que el medio abandone la punta de deposición o cuando o después de que el medio abandone la punta de deposición. Alternativa o adicionalmente, el material puede depositarse sobre la superficie de la pieza de trabajo y luego exponerse a la energía.
Se puede proporcionar una alimentación del medio conectada al cambiador de herramientas. La alimentación del medio puede suministrar el medio al cabezal de procesamiento o a un depósito en un cabezal de procesamiento cuando el cabezal de procesamiento no está en uso. La alimentación puede ser parte de un mecanismo de acoplamiento adicional que se acopla con el cabezal de procesamiento o el cabezal de mecanizado cuando no está en uso.
El kit puede comprender al menos uno de un cabezal de procesamiento; un depósito del medio; un suministro del medio; y una fuente de energía.
En una modalidad, se proporciona un kit que comprende un cabezal de procesamiento en combinación con un depósito del medio, en donde el cabezal de procesamiento está dispuesto en uso para conectarse a un mecanismo de sujeción de una máquina herramienta y en donde el depósito del medio se proporciona en el cabezal de procesamiento.
En otra modalidad de la invención, se proporciona un cabezal de procesamiento adaptado para poder conectarse a una máquina herramienta según un aspecto de la invención, en donde el cabezal de procesamiento es adecuado para depositar material sobre una pieza de trabajo y en donde el cabezal de procesamiento comprende además un suministro del medio, preferiblemente en forma de un depósito.
En una modalidad preferida, el cabezal de procesamiento comprende además una fuente de energía, o al menos un mecanismo para generar una fuente de energía, dispuesto para suministrar energía al medio y/o a un mecanismo para depositar el medio.
En una modalidad alternativa, el kit comprende un cabezal de procesamiento dispuesto para poder conectarse a un suministro del medio. El suministro del medio puede comprender una alimentación del medio o un colector conectado al cambiador de herramientas y dispuesto para reponer el depósito del medio cuando el cabezal de procesamiento está ubicado en el cambiador de herramientas o puede proporcionarse conectado a la máquina herramienta y dispuesto para suministrar el medio al cabezal de procesamiento cuando el cabezal de procesamiento está en el husillo o en otra posición utilizable.
En algunas modalidades, la alimentación del medio puede comprender uno o más canales y en donde la alimentación del medio puede alimentar el medio a la pieza de trabajo o los canales pueden estar dispuestos para proporcionar un flujo inverso del medio o pueden desviar o recircular el medio. En algunas modalidades, puede proporcionarse un mecanismo para recapturar el medio no utilizado o para eliminar el medio de desecho o subproductos o desgasificación. Un mecanismo de este tipo puede proporcionarse además del flujo del medio en el o cada uno de los canales.
En algunas modalidades, un mecanismo para proporcionar la fuente de energía está contenido en el cabezal de procesamiento. En otras modalidades, la fuente de energía está conectada al cabezal de procesamiento. La fuente de energía puede comprender, por ejemplo, UV, IR, láser u otras fuentes de energía como se ha descrito anteriormente y, en algunas modalidades, puede dirigir un haz de energía sobre la pieza de trabajo.
El kit puede comprender en modalidades alternativas o adicionales una pluralidad de cabezales de procesamiento que tienen suministros del medio alternativos contenidos en su interior. En otra alternativa, un cabezal de procesamiento puede comprender un cartucho reemplazable que contiene un suministro del medio. El cartucho puede ser reemplazable automáticamente o puede ser reemplazable manualmente.
En algunas modalidades, el kit puede contener además un colector de acoplamiento dispuesto para suministrar un medio al cabezal de procesamiento. El colector de acoplamiento puede comprender uno o más conductos dentro del colector dispuestos para suministrar al menos una fuente del medio al cabezal de procesamiento.
Alternativamente, el kit puede comprender un mecanismo de suministro del medio dispuesto para suministrar un medio al cabezal de procesamiento. El mecanismo de suministro del medio puede estar dispuesto para suministrar el medio al cabezal de procesamiento cuando el cabezal de procesamiento está en una posición operativa en un husillo de la máquina herramienta o, alternativamente, el mecanismo de suministro del medio puede estar dispuesto para suministrar el medio al cabezal de procesamiento cuando el cabezal de procesamiento está ubicado en el cambiador de herramientas.
El método puede comprender
a) hacer que una máquina herramienta seleccione un cabezal de procesamiento desde una ubicación de almacenamiento para insertar el cabezal de procesamiento en un mecanismo de sujeción de la máquina herramienta; y
b) activar un mecanismo dispuesto para suministrar energía a un medio en el cabezal de procesamiento y/o a un mecanismo para depositar el medio;
c) controlar la deposición del medio desde el cabezal de procesamiento para construir una pieza de trabajo.
En algunas modalidades del método puede llevar a cabo una etapa adicional en donde también se usa calor u otra energía procedente de la deposición o consolidación del medio sobre la pieza de trabajo para calentar una superficie de la pieza de trabajo. Además o alternativamente, se puede usar el calor de la deposición para curar, fundir, sinterizar, reticular, reaccionar o catalizar de otro modo el cambio en el material depositado. Por ejemplo, las tintas o pastas para imprimir directamente productos electrónicos pueden requerir calentamiento para lograr su conductividad, resistividad u otras propiedades diseñadas; puede obtener un beneficio secundario del calor de las operaciones de deposición, en lugar de requerir pasos de calentamiento adicionales. Cuando los beneficios secundarios no puedan aprovecharse para el tratamiento material, se puede realizar un paso de procesamiento explícito como se describe a continuación.
Normalmente, el controlador puede controlar la cantidad de energía entregada a un área determinada de la pieza de trabajo.
Aquí se pretende que el poder tenga su significado correcto de energía total acumulada en el tiempo. Por tanto, se apreciará que para controlar la potencia es posible controlar la velocidad a la que se suministra energía (es decir, la potencia de la misma) o controlar la velocidad a la que se mueve la fuente de energía a través de la pieza de trabajo.
Tales modalidades son convenientes ya que pueden controlar el efecto que tiene la fuente de energía sobre la pieza de trabajo. El experto apreciará que la potencia entregada puede afectar significativamente lo que le sucede a la pieza de trabajo.
El controlador puede estar dispuesto para utilizar el movimiento del cabezal de procesamiento para controlar la cantidad de energía. El experto apreciará que si el cabezal de procesamiento se mueve a una velocidad relativamente mayor a través de la pieza de trabajo, se proporcionará menos energía a la pieza de trabajo que si el cabezal de procesamiento se mueve a una velocidad relativamente más baja.
La fuente de energía puede ser cualquiera de las fuentes descritas en relación con los aspectos anteriores de la invención.
Por lo tanto, en algunas modalidades, el mecanismo de guía puede comprender al menos una lente dispuesta para enfocar la fuente de energía en la pieza de trabajo. El mecanismo de guía puede comprender cualquiera de los mecanismos de guía mencionados en otra parte.
Al igual que con los aspectos descritos anteriormente, las modalidades pueden estar provistas de un mecanismo para generar las fuentes de energía internamente del cabezal de procesamiento. Se pueden disponer modalidades adicionales o alternativas para dirigir una fuente de energía que se genera externamente al cabezal.
El cabezal de procesamiento puede comprender un mecanismo para activar o desactivar selectivamente la fuente de energía. Por ejemplo, el controlador puede estar dispuesto para activar y/o desactivar selectivamente la generación de una fuente de energía. Así, en el ejemplo de un rayo láser, el controlador puede estar dispuesto para activar y/o desactivar la generación del rayo láser o, alternativamente, el controlador puede estar dispuesto para controlar el enfoque o desenfoque del rayo láser, o similares.
El controlador puede ser proporcionado por un circuito de procesamiento externo al procesador de materiales, en donde el procesador de materiales es uno de entre una máquina herramienta y un brazo robótico o similares. Por ejemplo, el circuito de procesamiento puede ser proporcionado por un ordenador externa pero conectada al procesador de materiales. En otras modalidades, el controlador puede ser proporcionado por un circuito de procesamiento dentro del procesador de materiales.
La máquina herramienta multieje puede disponerse para cambiar las propiedades del material de la pieza de trabajo. Por ejemplo, el procesador de material puede estar dispuesto para controlar la potencia de manera que la pieza de trabajo, o al menos una parte de ella, se caliente, se precaliente, se endurezca, se ablande, se tense deliberadamente, se libere la tensión o se reduzca/cierre la porosidad/defectos relacionados con huecos. Estas operaciones pueden realizarse para evitar grietas, deformaciones y otros defectos. Alternativamente, la superficie de la pieza de trabajo puede modificarse, por ejemplo mediante marcado, modelado de textura, mejora de la textura, oxidación selectiva, o reducir su rugosidad superficial mediante refundición, ablación, etc. Alternativamente, la estructura o química del grano podría modificarse de tal manera. como convertir granos de acero en martensíticos o inducir una aleación local con un material adicional o carburación.
El sistema de procesamiento de materiales puede comprender también un suministro de fluido, que normalmente estaría bajo el control del controlador. El controlador puede estar dispuesto para controlar el suministro de fluido desde el suministro de fluido para templar, limpiar, granallar, chorrear con arena o tratar la pieza de trabajo, o al menos una porción de la misma, que se está procesando.
Alternativa, o adicionalmente, el controlador puede estar dispuesto para controlar el suministro de fluido para proporcionar un entorno inerte o rico en elementos (como en la carburación), para templar, lubricar o similares, o al menos una porción, de la pieza de trabajo. Estos fluidos, gases y líquidos también pueden considerarse medios.
Puede haber más de un suministro de fluido en donde cada suministro de fluido puede estar dispuesto para suministrar un fluido diferente.
El fluido suministrado por el o cada suministro de fluido puede ser cualquiera de los siguientes: agua; aceite; un gas inerte tal como un gas noble; aire, refrigerante de máquina, grabador, líquido de limpieza, pátina, colorante o similares.
En otras modalidades, el controlador puede estar dispuesto para controlar la fuente de energía que procesa la pieza de trabajo. En este caso, el procesamiento de la pieza de trabajo debe cubrir al menos lo siguiente: tensado; alivio de tensión; modificación de microestructura; modificación química; reducción/eliminación de porosidad; soldadura; soldadura fuerte; unión; corte; perforación; molienda; marcas; pulverización de plasma; pulverización térmica; refundición de la superficie; tratamiento térmico; o similares.
Puede ser que el método incluya procesar una pieza de trabajo controlando la potencia entregada a la pieza de trabajo guiando una fuente de energía con respecto a la pieza de trabajo, bajo el control de un controlador, de manera que se cambie una propiedad material de la pieza de trabajo.
El experto apreciará también que los aspectos de la invención pueden comprender elementos de software, firmware o hardware dispuestos para proporcionar control de las máquinas herramienta descritas en el presente documento. Fabricar una pieza de trabajo usando una combinación de un proceso aditivo, incluida la deposición, y un proceso sustractivo, incluido el fresado, según sea necesario, es una forma de fabricación híbrida como se conoce en la técnica; el cambio entre estas (y otras operaciones, tales como sondeo) se hace conveniente mediante modalidades y aspectos descritos en el presente documento.
El experto apreciará que los aspectos anteriores de la invención introducen diversas características y apreciará además que las características de un aspecto de la invención son aplicables,mutatis mutandis,a otros aspectos.Breve Descripción de los Dibujos
A continuación sigue, a modo de ejemplo únicamente, una descripción detallada de una modalidad de la invención de la que:
laFigura 1muestra una máquina herramienta;
laFigura 2muestra esquemáticamente un sistema de procesamiento dispuesto para llevar a cabo una modalidad de la invención;
laFigura 3muestra más detalles de un colector usado en una modalidad de la invención;
laFigura 4amuestra una modalidad de la invención sin montar;
laFigura 4bmuestra la modalidad de la Figura 4a de manera parcialmente montada;
laFigura 4cmuestra la modalidad de las Figuras 4a y 4b de manera completamente montada;
laFigura 5muestra una vista de una modalidad de la invención desde un primer ángulo;
laFigura 6muestra una vista de la modalidad de la Figura 5 desde un segundo ángulo;
laFigura 7muestra una vista de la modalidad de la Figura 5 desde un tercer ángulo que resalta un mecanismo de transporte;
laFigura 8muestra una vista en perspectiva de la modalidad de la Figura 5 que ilustra los suministros de medios de la misma;
laFigura 9describe un diagrama de flujo que ilustra un método de uso de la modalidad descrita en relación con las Figuras 1 a 5;
laFigura 10muestra un ejemplo de pieza de trabajo que ha sido procesada por una máquina herramienta según una modalidad de la invención;
laFigura 11muestra una ilustración esquemática de un cabezal de procesamiento alternativo según otro aspecto de la invención, y
laFigura 12es una ilustración de otro cabezal de procesamiento alternativo;
laFigura 13es un dibujo esquemático de una modalidad para aplicar un polímero caliente;
laFigura 14es un dibujo esquemático de una modalidad para aplicar un medio líquido a una pieza de trabajo; laFigura 15es un dibujo esquemático de una modalidad para aplicar un polímero caliente;
laFigura 16muestra una modalidad adicional que usa una fuente de energía basada en arco transferido por plasma; laFigura 17amuestra la modalidad de la Figura 16 sin montar;
laFigura 17bmuestra la modalidad de la Figura 17a de manera parcialmente montada;
laFigura 17cmuestra la modalidad de las Figuras 17a y 17b de manera completamente montada; y
laFigura 18muestra una modalidad adicional en donde un cabezal de procesamiento está dispuesto para suministrar una fuente de energía a una pieza de trabajo.
Descripción de detallada de los dibujos
La Figura 1 muestra, esquemáticamente, una máquina herramienta 100, que normalmente comprende un cabezal 102 de mecanizado sostenido en un mecanismo de sujeción de la máquina herramienta 100 y dispuesto para mecanizar una pieza 104 de trabajo. Además, la máquina herramienta 100 suele estar controlada por un controlador 106 que controla la posición del cabezal 102 de mecanizado mientras procesa la pieza 104 de trabajo.
La mayoría de las máquinas herramienta 100 están dispuestas de manera que el cabezal 102 de mecanizado pueda intercambiarse con otros cabezales 102 de mecanizado para proporcionar el cabezal 102 de mecanizado correcto para la tarea en cuestión. En el ejemplo de una fresadora, se puede proporcionar un primer cabezal de mecanizado para la eliminación de material grueso, mientras que se puede proporcionar un segundo cabezal de mecanizado para la eliminación de material fino.
Como tal, las máquinas herramienta 100 tienen cambiadores de herramientas que pueden, normalmente bajo el control del controlador 106, cambiar el cabezal 102 de mecanizado que usa la máquina herramienta 100 para procesar la pieza 104 de trabajo.
La Figura 2 ilustra un cabezal 200 de procesamiento que se conecta a la máquina herramienta 100 usando el mecanismo 202 de sujeción de la máquina herramienta 100 y que puede almacenarse en un almacén de cabezales de mecanizado y conectarse automáticamente a la máquina herramienta 100 con un cambiador de herramientas de la misma. Aquí el cambiador de herramientas puede proporcionar una ubicación de almacenamiento para cabezales de procesamiento, cabezales de mecanizado, etc. que no están siendo utilizados actualmente por la máquina herramienta. La discusión en el presente documento se refiere a un mecanismo 202 de sujeción y se supone que un husillo al que se conecta el mecanismo 202 de sujeción es parte de la máquina herramienta 100.
En la modalidad que se describe, el cabezal 200 de procesamiento está dispuesto para enfocar un rayo láser 206 sobre la pieza 104 de trabajo. En otras modalidades, se pueden utilizar otras fuentes de energía en lugar del láser. De este modo, el cabezal de procesamiento está dispuesto, bajo el control del controlador 106, para procesar la pieza 104 de trabajo con el rayo láser enfocado 206 (u otra fuente de energía).
En la Figura 2, se muestra una sección a través del cabezal 200 de procesamiento y se puede ver que un reflector, tal como un espejo 208, se dispone para mover un rayo láser entrante 210 noventa grados para que incida sobre una lente 212 de enfoque para la creación del rayo láser enfocado 206. Se puede considerar que la lente 212 de enfoque es un mecanismo de guía. Se apreciará que otros cabezales 200 de procesamiento pueden tener otras disposiciones de las partes ópticas tales como el reflector y la lente de enfoque, o incluso pueden tener partes ópticas adicionales.
Además del rayo láser y los componentes ópticos, el cabezal 200 de procesamiento también contiene uno o más conductos para entregar un medio. Por ejemplo, el medio puede comprender un polímero y/o un polvo metálico dentro de un fluido de transporte que está dispuesto para ser fundido por la fuente de energía. El procesamiento se disponer de manera que el medio se entrega a través del cabezal de procesamiento y pasa a la fuente de energía de manera que se funde o al menos semifunde antes de que el medio llegue a la pieza 104 de trabajo. Como tal, el cabezal de procesamiento puede usarse para depositar material sobre la pieza de trabajo y proporcionar un sistema de deposición, que puede usarse, por ejemplo, para reparar piezas.
La máquina herramienta (incluido un husillo) y el mecanismo 202 de sujeción tienen un eje longitudinal, representado por la línea discontinua XX en la Figura 2. Si estuviera presente un cabezal de mecanizado (tal como una fresa) dentro del mecanismo 202 de sujeción, entonces giraría alrededor del eje XX. Convenientemente, la fuente de energía, que en la modalidad que se describe es el rayo láser 206, se enfoca en un punto, área, etc. 213 que se encuentra sustancialmente sobre el eje XX en la superficie de la pieza de trabajo 106.
En otras modalidades, la lente 212 de enfoque puede de hecho estar dispuesta para provocar un haz divergente, como sería el caso del precalentamiento del sustrato, el tratamiento térmico de la pieza de trabajo o en algunos tipos de pulverización térmica y similares.
Aunque no se muestran en los dibujos, algunas modalidades de la invención pueden disponerse para transmitir una fuente de energía a través de un husillo de la máquina herramienta a lo largo del eje XX; es decir, desde la región del punto 207 mostrado en la Figura 2. En tales modalidades, la unidad de suministro suministraría el medio al cabezal 200 de procesamiento.
Adyacente al cabezal 200 de procesamiento y al mecanismo 202 de sujeción se proporciona una unidad 214 de suministro que proporciona un alojamiento en donde se alojan varios componentes. El cabezal 200 de procesamiento comprende un colector 201 de acoplamiento del cabezal de procesamiento y la unidad 214 de suministro comprende un colector 300 de acoplamiento de suministro, descrito más adelante, que están dispuestos para acoplarse entre sí para conectar la unidad 214 de suministro al cabezal 200 de procesamiento en la condición que se muestra en la Figura 2.
Encima de la unidad 214 de suministro se proporciona una fuente 216 de energía, que en la modalidad que se describe es un láser. El láser 216 genera un haz que se transmite a la unidad 214 de suministro y pasa a través de un expansor 217 de rayos que comprende una primera y una segunda lente 218, 220 respectivamente. El expansor 217 de rayos se utiliza para aumentar el diámetro del haz láser con el fin de lograr un mejor enfoque final en la pieza 104 de trabajo y reducir la carga térmica en la óptica.
La unidad 214 de suministro también comprende un reflector adicional 222 dispuesto para reflejar el haz de luz del láser a través de 90° hacia el cabezal 200 de procesamiento y el reflector 208 dentro del mismo. Se puede considerar que cada una de las lentes 218, 220 y el reflector 222 son mecanismos de guía proporcionados dentro de la unidad 214 de suministro.
La unidad 214 de suministro también comprende un suministro de diversos medios 224 que se conecta a través del colector al cabezal 200 de procesamiento cuando la unidad 214 de suministro está conectada al mismo.
El experto apreciará que el área 226 alrededor de la pieza 104 de trabajo normalmente se denomina área de trabajo (o volumen) de la máquina herramienta.
La Figura 3 muestra el colector 300 de acoplamiento de suministro de la unidad 214 de suministro de una modalidad de la invención. En el centro del colector 300 de acoplamiento de suministro hay un conducto 302 dispuesto para permitir que la fuente de energía, que en las modalidades descritas en el presente documento es un láser, pase entre la unidad 214 de suministro y el cabezal 200 de procesamiento.
También son visibles en el colector 300 de acoplamiento de suministro los conductos 304, 306, 308, 310 que están dispuestos para suministrar medio de enfriamiento, un gas protector y material a procesar por el cabezal 200 de procesamiento de la unidad 214 de suministro al cabezal 200 de procesamiento. Normalmente se proporcionará un sello en al menos uno del colector en la unidad 214 de suministro y el colector en el cabezal 200 de procesamiento para que los conductos 304-310 estén sellados y para evitar el escape del medio que pasan a través de los mismos.
Como apreciará el experto en la materia, el gas protector será normalmente un gas inerte como argón o similar dispuesto para evitar que se produzcan reacciones químicas, como oxidación, etc., en la pieza 104 de trabajo mientras se procesa.
En algunas modalidades, el expansor 217 de rayos puede disponerse de manera que pueda ajustarse para variar el punto focal del enfoque final. Una disposición de este tipo puede ayudar a determinar si el material a procesar se funde mediante la fuente de energía dentro del cabezal de procesamiento o después del cabezal de procesamiento. El experto apreciará que variar el punto en donde se funde el material procesable puede determinar la unión, el acabado y la tensión residual en la pieza de trabajo que se procesa.
En una modalidad, las superficies de acoplamiento de los dos colectores (es decir, la cara 312 en el colector 300 de acoplamiento de suministro y la cara correspondiente en el colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento) son sustancialmente planas de modo que, como se describe más adelante, la unidad 214 de suministro se puede acoplar cuando está lejos del cabezal 200 de procesamiento de manera que se evite la entrada de suciedad en el conducto 302 en particular. Por tanto, la superficie sustancialmente plana se puede considerar como una superficie plana y se puede considerar que proporciona un mecanismo de alineación.
También se proporcionan en el colector 300 de acoplamiento de suministro mecanismos de localización (en este caso pasadores 314, 316 de localización) dispuestos para acoplarse con características complementarias en el colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento. El experto apreciará que se proporcionen pasadores 314, 316 en el colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento y rebajes en el colector 300 de acoplamiento de suministro o que se puedan proporcionar uno o más pasadores en cada colector. De hecho, se pueden utilizar mecanismos de localización distintos de los pasadores de localización. Los mecanismos de localización, además de las superficies sustancialmente planas, pueden considerarse como un mecanismo de alineación.
La Figura 4 muestra la unidad 214 de suministro, el cabezal 200 de procesamiento y el mecanismo 202 de sujeción dispuestos en diversas condiciones entre sí como se describe a continuación.
En la Figura 4a, se muestra una condición desacoplada, en donde la unidad 214 de suministro está en una primera condición, que puede considerarse como una condición de almacenamiento. El colector 300 de acoplamiento de suministro está colocado contra una superficie 400 de acoplamiento sustancialmente plana para que los conductos 302-310 estén cerrados. El cabezal 200 de procesamiento está almacenado lejos del mecanismo 202 de sujeción. A menudo, el cabezal 200 de procesamiento se almacenará en un cambiador de herramientas de la máquina herramienta 100, pero no tiene por qué ser así.
La Figura 4b muestra el sistema en una condición en donde el cabezal 200 de procesamiento ha sido colocado dentro del mecanismo 202 de sujeción mientras que la unidad 214 de suministro permanece en la primera condición como se muestra en la Figura 4a. El cabezal 200 de procesamiento normalmente se seleccionará e insertará en el mecanismo 202 de sujeción usando la rutina de cambio del cabezal de mecanizado. El experto apreciará que en muchas modalidades esta rutina de cambio es automática, o al menos semiautomática, y a menudo está bajo el control del controlador 106.
La Figura 4c muestra el sistema en una condición acoplada, en donde la unidad 214 de suministro está en una segunda condición con el colector 300 de acoplamiento de suministro acoplado contra el cabezal de procesamiento. En la condición acoplada, los conductos 302-310 en el colector 300 de acoplamiento de suministro se alinean con los conductos cooperantes dentro del cabezal 200 de procesamiento.
En algunas modalidades, un sistema de chorro de aire está asociado con el colector 300 de acoplamiento de suministro de manera que cuando el colector 300 de acoplamiento de suministro se desconecta del colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento, pasa una ráfaga de aire (o incluso cualquier otro fluido adecuado). o a través de los conductos 302-310 para ayudar a tratar de evitar que la contaminación entre en esos conductos.
El experto apreciará las tres etapas en el esquema de las Figuras 4a a 4c que conectan el cabezal 200 de procesamiento al mecanismo 202 de sujeción antes de que la unidad 214 de suministro se conecte al cabezal 200 de procesamiento. En otras modalidades, el orden de conexión puede ser diferente y, por ejemplo, es concebible que la unidad 214 de suministro pueda conectarse al cabezal 200 de procesamiento antes de que el cabezal 200 de procesamiento se acople al mecanismo 202 de sujeción.
La Figura 5 muestra otra modalidad, aunque partes similares reciben los mismos números de referencia. La Figura 5 ilustra los mecanismos que se utilizan para mover la unidad de suministro de la primera condición, desacoplada, (como se muestra en la Figura 4a) a la segunda condición, acoplada (como se muestra en la Figura 4c).
La Figura 6 muestra un alzado adicional de la modalidad de la Figura 5 mirando hacia el colector 300 de acoplamiento de suministro; es decir, mirando la Figura 5 desde el lado derecho.
Se proporciona un primer mecanismo de movimiento para mover la unidad 214 de suministro de manera vertical y la modalidad que se describe comprende una cremallera 500 proporcionada a lo largo de una porción de la superficie exterior de la unidad 214 de suministro. El experto apreciará que, aunque la figura ilustra la cremallera en un lado de la unidad 214 de suministro, podría proporcionarse en cualquier ubicación alrededor de la circunferencia de la unidad 214 de suministro y, de hecho, puede haber más de una cremallera de este tipo. De hecho, como puede verse en la Figura 7, la modalidad que se describe comprende dos cremalleras 500a, 500b en el lado de la unidad 214 de suministro.
La Figura 7 muestra también más claramente el mecanismo 700 de piñón montado en un marco 502. Cuando se activa el mecanismo 700 de piñón, los engranajes del mismo interactúan con la cremallera 500a, 500b y mueven la unidad 214 de suministro hacia arriba o hacia abajo dependiendo de la dirección en donde se accionan los engranajes.
También se observará en la Figura 7 que, en la modalidad que se describe, los alojamientos del mecanismo 700 de piñón se acoplan con las cremalleras 500a, 500b para actuar como guía para la unidad 214 de suministro. En otras modalidades, se pueden proporcionar otros mecanismos de guía.
Se proporciona un segundo mecanismo de movimiento para mover la unidad 214 de suministro en dirección horizontal. En la modalidad que se describe, el segundo mecanismo de movimiento comprende dos engranajes helicoidales 504, 506 proporcionados, uno hacia la parte superior y otro hacia la parte inferior del marco 502.
Se apreciará que cada uno del primer y segundo mecanismos de movimiento proporciona al menos un mecanismo dispuesto para mover el colector 300 de acoplamiento de suministro dentro y/o fuera de la conexión con el colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento de forma que cuando los dos colectores estén conectados el o cada medio se suministra al cabezal de procesamiento; es decir, los conductos 302 a 310 dentro de cada uno de los colectores están conectados entre sí.
Se proporciona un engranaje accionado dentro de un alojamiento 702 adyacente al mecanismo 700 de piñón y dispuesto para impulsar la unidad 214 de suministro con respecto al engranaje helicoidal 504, 506 moviendo así la unidad 214 de suministro en una dirección horizontal.
En otras modalidades, el primer y segundo mecanismos de movimiento pueden proporcionarse por mecanismos distintos de engranajes. Por ejemplo, se pueden utilizar accionadores neumáticos y/o hidráulicos. Aunque en la modalidad que se describe hay dos mecanismos de movimiento, el experto apreciará que en otras modalidades puede haber menos o más mecanismos de movimiento.
La Figura 8 muestra el colector 300 de acoplamiento de suministro de la modalidad de la Figura 5 con más detalle. Puede verse que en esta modalidad los conductos 304-310 comprenden conectores en sus regiones de extremo y dispuestos para conectarse con conectores complementarios dentro del colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento.
En resumen de lo anterior, y con referencia a la Figura 9, para cambiar el cabezal de procesamiento en la máquina herramienta 100, el controlador 106 de la máquina herramienta inicia su rutina de cambio de herramienta y recoge el cabezal 200 de procesamiento (después de acoplar cualquier cabezal existente que llevaba anteriormente) - paso 900.
Una vez que el cabezal 200 de procesamiento se ha acoplado dentro del mecanismo 202 de sujeción de la máquina herramienta 100, si es necesario, la máquina herramienta 100 gira el cabezal 200 de procesamiento hasta que el cabezal 200 de procesamiento se presenta en una orientación conocida para que los dos colectores puedan conectarse - paso 902.
Una vez que el cabezal 200 de procesamiento está orientado en preparación para recibir la unidad 214 de suministro, se acciona el segundo mecanismo de movimiento para mover el colector 300 de acoplamiento de suministro lejos de la superficie 400 de acoplamiento - paso 904.
A continuación, se acciona el primer mecanismo de movimiento para bajar la unidad 214 de suministro - paso 906.
Una vez que la unidad de suministro está en la altura vertical correcta, el segundo mecanismo de movimiento se opera nuevamente para hacer que el colector de acoplamiento de suministro en la unidad 214 de suministro se acople con el colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento - paso 908.
A medida que los dos colectores se acoplan con sus superficies planas, y los mecanismos 314, 316 de localización garantizan que la unidad 214 de suministro esté correctamente orientada con respecto al cabezal de procesamiento. El experto apreciará que la alineación correcta de la unidad 214 de suministro con respecto al cabezal 200 de procesamiento ayuda a asegurar la alineación de los componentes que transmiten la fuente de energía (por ejemplo, el rayo láser). En este caso, los reflectores 208, 222 entre sí ayudan a garantizar que el rayo láser esté enfocado correctamente.
Las modalidades de la invención pueden encontrar una serie de aplicaciones y, en modalidades particulares, permitirán normalmente que una fuente de energía y medios asociados se conecten a una máquina herramienta 100 para permitir que la máquina herramienta 100 procese una pieza de trabajo 106 con la fuente de energía.
Una aplicación particular es la deposición por láser (también conocida como revestimiento por láser). La deposición por láser puede resultar herramienta en la reparación de piezas, incluidas palas de turbinas, impulsores de bombas o similares, que se hayan dañado. Los procesos de deposición láser permiten añadir material a la pieza que posteriormente puede mecanizarse para finalizar la reparación de la pieza.
La Figura 10 muestra un álabe de turbina que ha sido reparado en donde se ha añadido material nuevo a una región 1000 de punta resaltada por la línea de puntos mediante este enfoque.
En otras modalidades, el cabezal de procesamiento se puede utilizar para proporcionar otros procesos que incluyen cualquiera de los siguientes: soldadura; deposición (incluida la fabricación aditiva, la impresión 3D y la deposición de energía dirigida); pulverización térmica (en algunos casos utilizando un haz de energía divergente); revestimiento; corte; gestión térmica en proceso; tratamiento térmico; mecanizado por energía (es decir, láser); o similares.
La Figura 11 es una ilustración esquemática de una modalidad de un aspecto adicional de la invención en donde se proporciona un depósito del medio en el cabezal de procesamiento. Como se ha descrito anteriormente, el cabezal 1100 de procesamiento se proporciona en un mecanismo 1102 de sujeción unido a un husillo 1104 que es parte de la máquina herramienta 1106. El cabezal de procesamiento comprende un depósito 1108 del medio ubicado en el cabezal de procesamiento junto con una fuente 1110 de energía.
La energía de la fuente de energía se aplica a el medio en el depósito 1108 del medio. A continuación, el medio se transfiere a lo largo de un pasaje 1112 hasta un punto 1114 de aplicación donde se aplica el medio a la pieza de trabajo. El movimiento del cabezal de procesamiento y la ubicación del punto 1114 de aplicación se controla principalmente por la máquina herramienta o por el controlador como antes. Por lo general se incorporan movimientos adicionales, como giro o posicionamiento preciso, en el cabezal de procesamiento. La fuente 1110 de energía comprende una fuente de calor y está conectada a un suministro eléctrico en la máquina herramienta a través del husillo 1104 o mediante uno o más sistemas de acoplamiento como en la modalidad de la invención como se ilustra en la Figura 2. El depósito del medio comprende una cámara dispuesta para contener un suministro del medio tales como un filamento de polímero. La cámara se puede rellenar con material del medio adicional mientras el cabezal de procesamiento está en uso a través de un sistema de acoplamiento como en la modalidad de la Figura 2 o, alternativamente, cuando se encuentra en un cambiador de herramientas.
La Figura 12 es una modalidad ilustrativa de un cabezal de procesamiento alternativo que comprende dos suministros del medio. Para mayor facilidad, en la Figura 12 sólo se muestra el cabezal 1100 de procesamiento. En esta modalidad, el cabezal de procesamiento comprende una fuente 1110 de energía junto con un primer suministro del medio 1116 y un segundo suministro del medio 1118, cada uno conectado a respectivos conductos 1120 y 1122 que conducen a respectivos primer y segundo puntos 1124 y 1126 de aplicación. El primer suministro del medio puede comprender un material de construcción y el segundo suministro del medio puede comprender un material de soporte o el primer y segundo medios pueden comprender diferentes colores o medios alternativos que se usan para construir una pieza de trabajo más compleja. El primer medio puede ser un material de construcción o un medio de soporte. El controlador o la máquina herramienta puede controlar la aplicación del medio mediante el posicionamiento del cabezal de procesamiento y el control de la deposición del medio. Además, se puede incorporar un posicionamiento fino en el cabezal de procesamiento, como extensión o retracción de los puntos de aplicación para favorecer uno u otro. Los depósitos 1116 y 1118 del medio se pueden reponer cuando el cabezal de procesamiento está en uso a través de un suministro del medio mientras está en una posición operativa o mientras el cabezal de procesamiento está fuera de ciclo en el cambiador de herramientas. La fuente de energía puede ser una fuente de energía alimentada por batería y puede recargarse también mientras el cabezal de procesamiento está en el cambiador de herramientas.
Pasando ahora a la Figura 13, que muestra un cabezal de procesamiento de material dispuesto para extruir polímero caliente con energía y medios suministrados externamente al cabezal de procesamiento, tal vez a través de un colector como se ha descrito anteriormente. En esta modalidad, el cabezal 1150 de procesamiento comprende un mecanismo 1152 de sujeción y un primer cabezal 1154 de deposición y un segundo cabezal 1156 de deposición. El mecanismo de sujeción, que a veces se denomina portaherramientas, puede ser un cono ISO 40 o HSK 63a.
El cabezal de procesamiento es un ejemplo que representa dispositivos de “ extrusión de material” según lo define la norma ASTM F2792. Por tanto, los cabezales 1154 y 1156 de deposición están dispuestos para extruir material en una pieza de trabajo. El cabezal de procesamiento comprende también un primer y un segundo suministro 1158 y 1160 del medio. En esta modalidad, el suministro del medio comprende un primer canal y un segundo canal 1162 y 1164, cada uno de ellos dispuesto para guiar un primer y un segundo filamento de polímero que forman el medio que proporciona los suministros 1158, 1160 del medio. Se suministra un medio al primer y segundo canales desde un mecanismo de suministro del medio. El mecanismo de suministro del medio está dispuesto para conectarse a un colector. También se proporciona una fuente de alimentación al cabezal de procesamiento desde el colector, similarmutatis mutandisal colector descrito en figuras anteriores. Un mecanismo de alimentación de filamento 1166 está ubicado en el cabezal de procesamiento y alimenta el primer y segundo filamento a la primer y segunda cámaras calientes respectivas 1168 y 1170. La fuente de alimentación (normalmente conectada a través de un colector y la conexión se muestra aquí en 1172) suministra energía a la primera y segunda cámaras de calentamiento y dentro de las respectivas cámaras se calientan el primer y segundo filamento y se suministra un medio semilíquido al primer 1154 y segundo cabezales 1156 de deposición.
En la Figura 14 se muestra una modalidad alternativa donde el cabezal está diseñado para chorro de material como lo reconoce la norma ASTM F2792. Por tanto, el cabezal de la Figura 14 puede ser similar a un chorro de tinta, un chorro de aerosol o similares. En esta modalidad, se proporcionan un primer 1200 y un segundo 1202 medios líquidos en el cabezal de procesamiento. En esta modalidad, cada cabezal 1204 y 1206 de deposición comprende cada uno de los mismos una serie de chorros de líquido dispuestos para depositar gotas de líquido sobre, o al menos hacia, la pieza de trabajo. Los medios pueden ser líquidos o pueden seleccionarse entre otros fluidos inyectables tales como líquidos llenos de partículas suspendidas como se conoce en la técnica. En el cabezal de procesamiento se proporcionan una primera 1208 y una segunda 1210 cámara del medio y en cada cámara hay un suministro del medio. Opcionalmente, el medio puede tener temperatura controlada, especialmente cuando es crítico mantener una viscosidad inyectable. Se proporciona un controlador para controlar la deposición del medio desde el cabezal de procesamiento sobre la pieza de trabajo. El controlador en esta modalidad incluye una válvula 1212 de gestión de presión. Se proporciona una fuente de energía y comprende una batería 1214, o un mecanismo similar para generar energía. La batería 1214 proporciona energía para controlar la aplicación del medio a la pieza de trabajo y también puede proporcionar energía en forma de calor al medio. Cada primera y segunda cámara está conectada también a un primer y segundo conductos 1216, 1218 que permiten que se repongan el medio dentro de las cámaras 1208, 1210 del medio. Los conductos primero y segundo se pueden conectar a una alimentación de material o colector en el cambiador de herramientas. Es posible que otras modalidades no se puedan reponer de esta manera.
El colector se puede conectar al cabezal de procesamiento mientras el cabezal está sujeto a la máquina herramienta. La batería se puede conectar también a un suministro eléctrico principal a través del colector (es decir, a través de una conexión 1219) y la batería se puede recargar mientras el colector está conectado al cabezal de procesamiento.
También se indica en la Figura 14 un panel 1220 de control proporcionado para controlar el movimiento del cabezal de procesamiento, los impulsos de chorro y para controlar la presión en las cámaras 1208 y 1210 del medio.
También se proporciona un mecanismo de comunicación inalámbrica para conectarse a una fuente de datos para imprimir una imagen y para controlar y coordinar la posición del cabezal mediante el mecanismo del controlador de posición CNC. Dichos mecanismos de comunicación inalámbrica son convencionales y no se describen más. Alternativamente, los datos pueden suministrarse al dispositivo a través de una conexión por cable presentada al cabezal desde el colector o sistema de acoplamiento, incluyendo un dispositivo de memoria almacenado en el cabezal de procesamiento, como una tarjeta de memoria, o mediante mecanismos más convencionales.
Otra modalidad de la invención se ilustra en la Figura 15, que muestra una modalidad dispuesta para extruir polímero caliente. En esta modalidad, como en la modalidad de la Figura 13, el medio se proporciona en forma de filamento polimérico. Se utilizan los mismos números de referencia para los elementos correspondientes. En esta modalidad, cada uno del primer y segundo filamentos 1158 y 1160 se proporcionan como un filamento enrollado en el primer y segundo carretes 1300 y 1302. El primer y segundo filamentos se mueven desde los respectivos primer y segundo carretes 1300 y 1302 mediante respectivos mecanismos de alimentación de filamentos 1166. Una fuente de energía (no mostrada) proporciona energía a la primera y segunda cámaras para calentar los filamentos a medida que pasan a través de la primera y segunda cámaras 1168 y 1170. Una fuente 1304 de alimentación está conectada al cabezal de procesamiento a través de un colector que se puede conectar al cabezal de procesamiento. En esta modalidad, todo el cabezal de procesamiento se puede cambiar automáticamente cuando se agota el medio. De esta manera el procesamiento no se retrasa y el cabezal con los carretes agotados se puede reponer mientras el cabezal de procesamiento está fuera de uso y ubicado en el cambiador de herramientas u otra ubicación de almacenamiento.
La Figura 16 muestra una modalidad adicional que tiene un cabezal 200 de procesamiento dispuesto para sujetarse selectivamente en un mecanismo 202 de sujeción. Esta modalidad es quizás similar a la modalidad mostrada en las Figuras 2 a 4 y las partes similares se denominan con números de referencia similares.
En la modalidad que se describe en relación con la Figura 16, la fuente de energía la proporciona un suministro 516 eléctrico de alta tensión y el mecanismo de guía dispuesto para dirigir la fuente de energía a la pieza 104 de trabajo se proporciona por una trayectoria conductora 520 y un electrodo 508. Normalmente, la trayectoria conductora 520 puede estar proporcionada por un alambre, tal como un alambre, cable de cobre o similares.
También se proporciona y dispone un suministro 224 del medio para suministrar un fluido, que puede ser uno cualquiera o más de los otros fluidos descritos en el presente documento, a la pieza 104 de trabajo.
Para mayor comodidad y protección, la trayectoria conductora 520 y el suministro 224 del medio están contenidos dentro de una unidad 514 de suministro flexible.
En la modalidad de la Figura 16, se verá que la pieza de trabajo está conectada a tierra 1600 y de este modo es posible formar un arco 513 con la pieza de trabajo para proporcionar una fuente de energía basada en plasma.
Al igual que con la modalidad anterior, se proporciona un colector 600 de acoplamiento de suministro y aquí se proporciona en una región de extremo de la unidad 514 de suministro flexible y está dispuesto para conectarse a un colector de cabezal 1602 de procesamiento en el cabezal 200 de procesamiento.
Se puede proporcionar una superficie 700 de acoplamiento sustancialmente plana contra la cual se puede almacenar el colector 600 de acoplamiento de suministro cuando no esté en uso. Aquí se muestra la superficie plana en el suministro eléctrico 516.
Las Figuras 17a a 17b muestran la modalidad de la Figura 16 en varias etapas de montaje.
Por tanto, puede verse en la Figura 17a que el cabezal 200 de procesamiento se mantiene en una estación de herramientas, o similar, alejada del mecanismo 202 de sujeción cuando no se está utilizando. En este estado, el mecanismo de sujeción es libre de sujetar otros cabezales de procesamiento o cabezales de mecanizado para realizar procesos en la pieza 104 de trabajo que el cabezal 200 de procesamiento no puede realizar. Puede verse que el colector de acoplamiento de suministro 600 está colocado en la superficie 700 de acoplamiento sustancialmente plana.
A continuación se usa un mecanismo, tal como un brazo robótico, un mecanismo de cambio de herramientas o similar (no mostrado) para mover el cabezal 200 de procesamiento hacia el mecanismo 202 de sujeción. Esta disposición de los componentes se muestra en la Figura 17b y, como tal, se puede considerar que el brazo robótico es un mecanismo dispuesto para mover el colector de acoplamiento de suministro; es decir, un mecanismo de movimiento.
Además, luego se usa un mecanismo de movimiento (que puede ser o no el mismo mecanismo de movimiento usado para mover el cabezal de procesamiento), tal como un brazo robótico o similar (no mostrado), para mover la unidad 514 de suministro flexible, incluyendo el mecanismo 520 de guía, y el colector 600 de acoplamiento de suministro en su lugar de manera que el colector 600 de acoplamiento de suministro esté conectado al colector 1602 de acoplamiento del cabezal de procesamiento. Esta disposición de componentes se muestra en la Figura 17c y permite que los fluidos pasen por el suministro 224 del medio a través del colector de acoplamiento de suministro 600, a través del colector 1602 de acoplamiento del cabezal de procesamiento y hacia el cabezal 200 de procesamiento. Además, la conexión del mecanismo 520 de guía permite que la electricidad pase del suministro eléctrico 516 al cabezal 200 de procesamiento, a través del electrodo 508, a través de un espacio a la pieza 104 de trabajo y finalmente a tierra 1600.
La Figura 18 muestra una modalidad de ejemplo adicional en donde un cabezal de procesamiento está dispuesto para proporcionar una fuente de energía que se dirige a una pieza de trabajo adyacente al cabezal de procesamiento.
La Figura es similar a la Figura 2 y las partes similares se denominan con números de referencia similares. Sin embargo, en la modalidad que se describe en relación con la Figura 18, el cabezal de procesamiento no suministra medios y simplemente está dispuesto para suministrar energía a la pieza de trabajo. El mecanismo de acoplamiento puede funcionar de manera similar al descrito en relación con las Figuras 3, 4a, 4b y 4c o en las Figuras 16a, 16b, 16c y 17,mutatis mutandisy no se describirá nuevamente. El experto observará que los 304, 306, 308 y 310 bien pueden omitirse en una modalidad que suministre energía, sin medios a la pieza de trabajo. Sin embargo, es concebible que tales modalidades suministren fluidos tales como refrigerantes, gases protectores y similares. Dichos fluidos podrían pasar a través de conductos en el colector, como se muestra en la Figura 3. En aún otras modalidades alternativas, los fluidos pueden entregarse directamente sobre la pieza de trabajo y no a través del colector y posteriormente procesarse a través del cabezal de procesamiento.
Se observará que, en la Figura 18, se ha retirado el suministro del medio.
Por lo tanto, en la modalidad de la Figura 18, el controlador 106 está dispuesto para controlar el movimiento del rayo láser 206 para moverse a través de la pieza 104 de trabajo. La velocidad a la que el controlador mueve el rayo láser 206 a través de la pieza de trabajo afectará la potencia entregada a un área determinada (es decir, una porción) de la pieza de trabajo. Además, el controlador 106 está dispuesto para encender y apagar el láser para controlar la potencia.
Se apreciará que el experto puede variar la combinación de características que se proporcionan en una modalidad particular de un cabezal de procesamiento. Por ejemplo, se podrían incluir menos o más puntos de deposición en el mismo encabezado. Adicionalmente, podrían incorporarse fuentes de energía de tratamiento en los cabezales, tales como fuentes de luz UV, IR, fotónica o similares para curar o fusionar el medio que se depositan como se conoce en la técnica.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Una máquina herramienta multieje (100) que comprende:
    al menos un cabezal de procesamiento y al menos un cabezal (102) de mecanizado;
    un mecanismo (202) de sujeción dispuesto para recibir temporalmente uno del al menos un cabezal de procesamiento y el al menos un cabezal (102) de mecanizado; y
    un controlador (106);
    pudiendo la máquina herramienta multieje (100) operarse, en uso bajo el control del controlador (106), para mover el al menos un cabezal de procesamiento o el al menos un cabezal (102) de mecanizado de una posición operable a una posición de cambio de cabezal, liberar el al menos un cabezal de procesamiento o el al menos un cabezal (102) de mecanizado del mecanismo (202) de sujeción, seleccionar un cabezal de procesamiento o cabezal (102) de mecanizado alternativo y recibir el cabezal de procesamiento o cabezal (102) de mecanizado alternativo en el mecanismo (202) de sujeción y regresar a la posición operativa,
    en donde un primer cabezal (200) de procesamiento del al menos un cabezal de procesamiento y el cabezal de procesamiento alternativo está dispuesto para facilitar el procesamiento de una pieza de trabajo, y está dispuesto para depositar uno o más medios procesables sobre la pieza de trabajo y para entregar una fuente de energía a través de la misma cuando el primer cabezal (200) de procesamiento está conectado al mecanismo de sujeción, estando los uno o más medios procesables dispuestos para ser procesados, en uso, por la fuente de energía; y
    en donde el primer cabezal (200) de procesamiento comprende: uno o más mecanismos (218, 220, 222) de guía dispuestos para dirigir la fuente de energía sobre la pieza de trabajo o los uno o más medios procesables, para procesar los uno o más medios procesables; y un colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento dispuesto para tener conectado al mismo un suministro de uno o más medios procesables;
    en donde la máquina herramienta multieje (100) comprende además:
    un colector (300) de acoplamiento de suministro dispuesto para suministrar uno o más medios procesables al primer cabezal (200) de procesamiento; y al menos un mecanismo móvil dispuesto para mover el colector (300) de acoplamiento de suministro para conectar o desconectar el colector (300) de acoplamiento de suministro con el colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento, de tal modo que, cuando los dos colectores (201, 300) estén conectados, uno o más medios procesables se suministren al primer cabezal (200) de procesamiento.
  2. 2. Una máquina herramienta multieje (100) según la reivindicación 1, en donde el colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento está dispuesto para permitir que la fuente de energía se transmita al primer cabezal (200) de procesamiento.
  3. 3. Una máquina herramienta multieje (100) según la reivindicación 2, en donde el colector (300) de acoplamiento de suministro está también dispuesto para entregar la fuente de energía al primer cabezal (200) de procesamiento generalmente a través del colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento.
  4. 4. Una máquina herramienta multieje (100) según cualquier reivindicación anterior, en donde el colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento tiene conductos en su interior dispuestos para suministrar los uno o más medios procesables, y el colector (300) de acoplamiento de suministro comprende un mecanismo de alineación dispuesto para alinear el suministro de los uno o más medios procesables con los conductos dentro del colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento.
  5. 5. Una máquina herramienta multieje (100) según la reivindicación 4, en donde el colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento comprende conductos adicionales dispuestos para suministrar al menos uno de un medio de refrigeración dispuesto para enfriar el o cada mecanismo (218, 220, 22) de guía dentro del primer cabezal (200) de procesamiento y/o un medio de protección, en donde el mecanismo de alineación está dispuesto para alinear un suministro del medio de enfriamiento y/o un suministro del medio de protección con los conductos adicionales en el colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento.
  6. 6. Una máquina herramienta multieje (100) según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en donde el mecanismo de alineación está dispuesto para tener, en uso, conectado al mismo una unidad de suministro dispuesta para transmitir la fuente de energía al primer cabezal (200) de procesamiento.
  7. 7. Una máquina herramienta multieje (100) según cualquier reivindicación anterior, en donde al menos un cabezal de procesamiento y al menos un cabezal (102) de mecanizado están dispuestos para recibirse intercambiablemente en el mecanismo (202) de sujeción.
  8. 8. Una máquina herramienta multieje (100) según cualquier reivindicación anterior en combinación con uno o más medios procesables, en donde los uno o más medios procesables se seleccionan de uno entre un metal, un polímero o una cerámica en un polvo, un gránulo, un filamento, una varilla, una forma de alambre u hoja, una lámina o papel, cintas, líquidos, pastas, emulsiones, suspensiones, pegamentos.
  9. 9. Una máquina herramienta multieje (100) según cualquier reivindicación anterior, en donde, en uso, la fuente de energía está dispuesta para procesar los uno o más medios procesables para realizar una etapa de procesamiento aditivo en donde los uno o más medios procesables se añaden a la pieza de trabajo.
  10. 10. Una máquina herramienta multieje (100) según cualquier reivindicación anterior, en donde el mecanismo de guía está dispuesto de tal modo que los uno o más medios procesables puedan fundirse selectivamente dentro del primer cabezal (200) de procesamiento o externamente del primer cabezal (200) de procesamiento.
  11. 11. Una máquina herramienta multieje (100) según cualquier reivindicación anterior, en donde el primer cabezal (200) de procesamiento está dispuesto para aplicar los uno o más medios procesables a o hacia la pieza de trabajo y fundir los uno o más medios procesables mediante la aplicación de energía desde la fuente de energía.
  12. 12. Un kit que comprende:
    un cabezal (200) de procesamiento dispuesto para su uso en una máquina herramienta multieje (100) para facilitar el procesamiento de una pieza de trabajo, estando el cabezal (200) de procesamiento dispuesto para depositar uno o más medios procesables sobre la pieza de trabajo y entregar una fuente de energía a través del mismo cuando el cabezal (200) de procesamiento está conectado a un mecanismo (202) de sujeción de la máquina herramienta multieje (200), pudiendo los uno o más medios procesables procesarse por la fuente de energía, comprendiendo el cabezal (200) de procesamiento:
    uno o más mecanismos (218, 220, 222) de guía dispuestos para dirigir la fuente de energía sobre la pieza de trabajo o los uno o más medios procesables, para procesar los uno o más medios procesables; y
    un colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento dispuesto para tener conectado al mismo un suministro de uno o más medios procesables;
    y en donde el kit comprende además:
    un colector (300) de acoplamiento de suministro dispuesto para suministrar los uno o más medios procesables al cabezal (200) de procesamiento; y
    al menos un mecanismo móvil dispuesto para mover el colector (300) de acoplamiento de suministro para conectar o desconectar el colector (300) de acoplamiento de suministro con el colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento, de tal modo que, cuando los dos colectores (201, 300) están conectados, los uno o más medios procesables se suministran, en uso, al primer cabezal (200) de procesamiento.
  13. 13. Un kit según la reivindicación 12, en donde el colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento está dispuesto para tener conectado al mismo la fuente de energía; y en donde el colector (300) de acoplamiento de suministro está también dispuesto para entregar la fuente de energía al cabezal (200) de procesamiento generalmente a través del colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento.
  14. 14. Un kit según la reivindicación 12 o la reivindicación 13,
    en donde el colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento tiene conductos dispuestos para suministrar los uno o más medios procesables; y
    en donde el colector (201) de acoplamiento comprende un mecanismo de alineación dispuesto para alinear el suministro de los uno o más medios procesables dentro del colector (300) de acoplamiento de suministro con los conductos dentro del colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento.
  15. 15. Un kit según la reivindicación 14, en donde el colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento comprende conductos adicionales dispuestos para suministrar al menos uno de: un medio de refrigeración dispuesto para enfriar todos o cada uno de los mecanismos (218, 220, 222) de guía dentro del cabezal (200) de procesamiento y/o un medio de protección, en donde el mecanismo de alineación está dispuesto para alinear un suministro del medio de enfriamiento y/o un suministro del medio de protección con los conductos dentro del colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento.
    Un kit según la reivindicación 14 o la reivindicación 15, en donde el mecanismo de alineación está dispuesto para tener, en uso, conectado al mismo una unidad de suministro dispuesta para transmitir la fuente de energía al cabezal (200) de procesamiento.
    Un método para conectar un cabezal (200) de procesamiento a una máquina herramienta (100), estando el cabezal (200) de procesamiento dispuesto para depositar uno o más medios procesables sobre una pieza de trabajo y para enfocar una fuente de energía sobre la pieza de trabajo, pudiendo los uno o más medios procesables procesarse por la fuente de energía, comprendiendo el método:
    a) hacer que la máquina herramienta multieje (100) seleccione el cabezal (200) de procesamiento desde una ubicación de almacenamiento e insertar el cabezal (200) de procesamiento en un mecanismo (202) de sujeción de la máquina herramienta multieje (100);
    b) activar un mecanismo móvil dispuesto para mover un colector (300) de acoplamiento de suministro en conexión con un colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento;
    c) en donde la conexión del colector (300) de acoplamiento de suministro y el colector (201) de acoplamiento del cabezal de procesamiento proporciona un suministro de los uno o más suministros de medios procesables al cabezal (200) de procesamiento de tal modo que, en uso, los uno o más medios procesables se puedan depositar sobre la pieza de trabajo y los uno o más medios procesables se pueden procesar por la fuente de energía.
    El método de la reivindicación 17, en donde el colector de acoplamiento de suministro se mueve en conexión con el colector de acoplamiento del cabezal de procesamiento antes o mientras el cabezal de procesamiento está acoplado al mecanismo de sujeción de la máquina herramienta multieje.
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