ES2967024T3 - Máquina herramienta para mecanizar una pieza de trabajo - Google Patents

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Alfred Geissler
Michael Trenkle
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Abstract

La presente invención se refiere a una máquina herramienta (1000) para mecanizar una pieza de trabajo (1), que comprende: al menos una primera estructura de máquina herramienta que se puede mover libremente sobre una superficie base y que tiene al menos un componente de máquina herramienta, y al menos un segunda estructura de máquina herramienta que tiene al menos otro componente de máquina herramienta, en donde la al menos una primera estructura de máquina herramienta que se puede mover libremente forma junto con al menos una segunda estructura de máquina herramienta la máquina herramienta (1000) configurada para mecanizar la pieza de trabajo (1).), cuando la al menos una primera estructura de máquina herramienta que se puede mover libremente está situada sobre la al menos una segunda estructura de máquina herramienta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Máquina herramienta para mecanizar una pieza de trabajo
La presente invención se refiere a una máquina herramienta para mecanizar una pieza de trabajo. La presente invención se refiere además a un sistema con una o más máquinas herramienta.
Antecedentes de la invención
Se conocen vehículos de transporte para recoger y transportar mercancías dentro de una nave industrial. Los ejemplos más conocidos son la carretilla elevadora y la transpaleta parcialmente motorizada. Un objetivo declarado en estos suministros mediante vehículos correspondientes consiste en seguir aumentando el nivel de automatización y, preferiblemente, sincronizar los suministros con los procesos de producción.
Para ello se utilizan preferiblemente sistemas de transporte sin conductor, abreviadamente FTS (por sus siglas en alemán), que, además de los vehículos de transporte sin conductor, abreviadamente FTF (por sus siglas en alemán), también tienen lugares designados para la recogida o el depósito de mercancías transportadas mediante los vehículos de transporte y, en caso dado, también lugares o puntos de parada establecidos específicamente, por ejemplo para preparar las mercancías transportadas para el próximo proceso de producción.
A este respecto, por ejemplo en el documento JP H01257543 A se muestra una combinación de un vehículo de transporte sin conductor (FTF) y una máquina herramienta estacionaria, en donde el FTF comprende un depósito de herramientas con herramientas para la máquina herramienta y se puede desplazar a lo largo de un dispositivo de guía hasta la máquina herramienta para realizar allí un cambio de herramientas.
Sin embargo, en este contexto resultan desventajosos los FTS en los que los vehículos de transporte son guiados a las respectivas estaciones mediante un sistema de carriles. Un sistema de carriles de este tipo no solo es muy costoso en términos de fabricación, construcción y alineación de los carriles y segmentos de carril entre sí. Siempre está concebido únicamente para un caso específico y, por lo tanto, no es posible reaccionar o adaptarse a corto plazo a cambios de las posiciones de los lugares o del proceso de producción.
Por lo tanto, estos sistemas presentan enormes desventajas en términos de flexibilidad.
Además, los FTS actualmente conocidos tienen el inconveniente de que generalmente los FTF no tienen la posibilidad de procesar una pieza de trabajo directamente en el FTF, para garantizar una producción/procesamiento de piezas de trabajo flexible y, por tanto, eficaz.
Compendio de la invención
Por lo tanto, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar una máquina herramienta para mecanizar una pieza de trabajo, con la que se eviten los problemas arriba indicados.
Otro objeto de la presente invención consiste en proporcionar un sistema con una o más máquinas herramienta.
Estos objetos se resuelven mediante una máquina herramienta según la reivindicación 1 y un sistema según la reivindicación 15. Las reivindicaciones dependientes se refieren a ejemplos de realización ventajosos de la máquina herramienta según la invención y del sistema según la invención.
La máquina herramienta según la invención para mecanizar una pieza de trabajo comprende al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable sobre una superficie de base, e incluye un vehículo de transporte sin conductor y al menos una segunda estructura de máquina herramienta estacionaria que puede montarse sobre la superficie de base y que presenta un husillo de trabajo portaherramientas. El vehículo de transporte sin conductor de la primera estructura de máquina herramienta está configurado para desplazarse libremente sobre la superficie de base con el fin de posicionar la primera estructura de máquina herramienta junto a la segunda estructura de máquina herramienta, independientemente del tipo de sistema de carriles o similar. La máquina herramienta está diseñada como una máquina herramienta modular, de manera que la primera estructura de máquina herramienta y la segunda estructura de máquina herramienta forman juntas la máquina herramienta configurada para mecanizar una pieza de trabajo cuando la primera estructura de máquina herramienta se posiciona junto a la segunda estructura de máquina herramienta, en donde la primera estructura de máquina herramienta comprende un dispositivo de sujeción de piezas de trabajo, y la máquina herramienta está configurada para procesar una pieza de trabajo sujeta en la primera estructura de máquina herramienta mediante el husillo de trabajo portaherramientas de la segunda estructura de máquina herramienta después de que la primera estructura de máquina herramienta haya sido desplazada y posicionada junto a la segunda estructura de máquina herramienta.
La máquina herramienta según la invención ha permitido implementar el concepto de una máquina herramienta modular, que ya no tiene que consistir en una mesa de máquina y una unidad de husillo desplazable en varios ejes con respecto a la mesa de máquina.
Esto tiene la inmensa ventaja de que un concepto de máquina ya existente se puede ampliar o complementar a voluntad con otras opciones de procesamiento. Además, gracias a los módulos, que pueden moverse entre sí y colocarse en cualquier posición, se puede crear una máquina herramienta o un centro de mecanizado en cualquier lugar imaginable de la nave industrial, de modo que aquí también se pueden abordar necesidades individuales de los procesos de fabricación y de la cadena de producción.
Esto permite planificar de forma flexible las etapas de producción y ejecutarlas independientemente del lugar.
Ventajosamente, el vehículo de transporte sin conductor puede permitir multiplicar considerablemente el grado de automatización de toda la producción, ya que la coordinación y en general el control de los vehículos de transporte o dispositivos de transporte sin conductor se pueden realizar, por ejemplo, mediante un ordenador central/dispositivo de control, de modo que aquí un trabajador puede asumir principalmente un papel de supervisión.
En particular, el diseño de la máquina herramienta según la invención permite que las estructuras de la máquina herramienta se posicionen individual y libremente entre sí sin tener que depender de ningún tipo de sistema de carriles o similar.
Dependiendo de los requisitos del diseño de producción, los módulos estacionarios se diseñan de tal modo que los módulos móviles puedan acercarse a ellos para realizar la etapa de producción correspondiente.
Un perfeccionamiento especialmente ventajoso de la máquina herramienta según la invención consiste en que al menos una estructura de máquina herramienta adicional desplazable y la al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable forman juntas una máquina herramienta preparada para procesar la pieza de trabajo cuando la al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable está posicionada en la al menos una estructura de máquina herramienta desplazable adicional.
Esto significa que ahora todos los módulos de la máquina herramienta modular pueden posicionarse libremente en el espacio y entre sí, para garantizar la máxima flexibilidad en el procesamiento de las órdenes de producción y permitir cualquier constelación y combinación imaginable de módulos de la máquina herramienta modular.
La máquina herramienta según la invención puede perfeccionarse ventajosamente preparándola para taladrar y/o fresar piezas de trabajo.
Esto permite implementar los más diversos conceptos de máquina para fresar o taladrar una pieza de trabajo.
Además, la máquina herramienta según la invención puede perfeccionarse ventajosamente de manera que la máquina herramienta esté configurada para el mecanizado de piezas de trabajo en rotación.
Esto significa que se pueden implementar los más diversos conceptos de máquina para el mecanizado giratorio de una pieza de trabajo.
Otra configuración muy ventajosa de la máquina herramienta según la invención consiste en que la máquina herramienta está configurada para el procesamiento de piezas de trabajo con aplicación de material, presentando la al menos una segunda estructura de máquina herramienta una unidad de procesamiento con aplicación de material.
Esto significa que, además de las operaciones de fresado/taladrado y torneado, que se utilizan para retirar material de la pieza de trabajo, también se puede aplicar material a la pieza de trabajo. Utilizando procesos correspondientes, como por ejemplo soldadura por depósito con láser u otros procedimientos, se pueden aplicar capas adicionales de material o áreas de material a la pieza de trabajo directamente en el lugar de la pieza de trabajo.
Además, la máquina herramienta según la invención puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que la al menos una segunda estructura de máquina herramienta presenta un bastidor de máquina en el que están dispuestos uno o varios componentes de máquina herramienta.
Además, la máquina herramienta según la invención puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que la al menos una segunda estructura de máquina herramienta presenta uno o varios carros de máquina herramienta que se pueden desplazar en el bastidor de máquina.
Como resultado de ello, los componentes de la máquina herramienta se pueden desplazar a lo largo de diferentes direcciones, preferiblemente a lo largo de las direcciones x,yy z, para permitir diferentes movimientos de avance de los componentes de la máquina herramienta entre sí y también en general entre los conjuntos de máquina herramienta individuales.
Además, la máquina herramienta según la invención también puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que al menos uno de los uno o varios carros de máquina herramienta porta un husillo de trabajo o un cabezal de husillo o cabezal giratorio de husillo que porta un husillo de trabajo.
Además, la máquina herramienta según la invención también puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que el bastidor de la máquina está configurado en un diseño de pórtico, en un diseño de columna móvil o en un diseño de consola.
Además de los distintos movimientos de avance, en función de la aplicación o del procesamiento requerido, también se pueden implementar distintos tipos básicos de máquinas herramienta como máquinas herramienta modulares.
Además, la máquina herramienta según la invención también puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que al menos uno de los uno o varios carros de máquina herramienta porta un husillo de trabajo de procesamiento horizontal y/o un husillo de trabajo de procesamiento vertical.
Además, la máquina herramienta según la invención también puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que el husillo de trabajo de procesamiento horizontal y/o el husillo de trabajo de procesamiento vertical del al menos uno de los uno o varios carros de máquina herramienta está configurado de forma giratoria hacia el uno o más carros de máquina herramienta mediante un eje de rotación adicional.
Esto permite transformar de forma especialmente ventajosa un centro de procesamiento vertical en un centro de procesamiento horizontal, lo que aumenta adicionalmente la flexibilidad en la fabricación de componentes/piezas de trabajo.
Además, la máquina herramienta según la invención también puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que el dispositivo de sujeción de piezas de trabajo de la al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable consiste en una mesa de sujeción de piezas de trabajo, que está configurada en particular como mesa giratoria, mesa redonda y/o o mesa giratoria/redonda.
Este nuevo perfeccionamiento también permite un mayor grado de flexibilidad para la producción o el procesamiento de piezas de trabajo.
Además se puede conseguir un perfeccionamiento ventajoso de la máquina herramienta según la invención mediante: un accionamiento para desplazar el vehículo de transporte y una unidad de control para controlar el vehículo de transporte.
Además, la máquina herramienta según la invención también puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que la al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable presenta un dispositivo de acoplamiento y está configurada para acoplarse mediante el dispositivo de acoplamiento a una estación de acoplamiento de una máquina herramienta instalada en la superficie de base o a una estación de acoplamiento de la al menos una segunda estructura de máquina herramienta para formar la máquina herramienta junto con la segunda estructura de máquina herramienta.
Además, la máquina herramienta según la invención también puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que la al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable junto con la al menos una segunda estructura de máquina herramienta forman la máquina herramienta preparada para procesar la pieza de trabajo cuando la al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable está acoplada en la estación de acoplamiento de la al menos una segunda estructura de máquina herramienta.
Además, la máquina herramienta según la invención también puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable está configurada además para acoplarse mediante el dispositivo de acoplamiento a una estación de acoplamiento de otra máquina herramienta instalada en sobre la superficie de base.
Además, la máquina herramienta según la invención también puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que la al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable está configurada además para acoplarse mediante el dispositivo de acoplamiento a una estación de acoplamiento de al menos una tercera estructura de máquina herramienta para formar otra máquina herramienta.
Las estructuras de máquina herramienta desplazables pueden comunicarse con las máquinas herramienta y también transmitir energía a través de las más diversas estaciones de acoplamiento. Para ello es especialmente adecuado prever la estación de acoplamiento sobre la superficie de base, ya que las estructuras de máquina herramienta desplazables pueden moverse allí sin problemas y luego pueden conectarse a través de sus dispositivos de acoplamiento a las estaciones de acoplamiento sobre la superficie de base.
Además, la máquina herramienta según la invención también puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que la al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable está configurada además para formar, junto con la al menos una tercera estructura de máquina herramienta, otra máquina herramienta configurada para procesar la pieza de trabajo, si la al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable está acoplada a la estación de acoplamiento de la al menos una tercera estructura de máquina herramienta.
Además, la máquina herramienta según la invención también puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que el dispositivo de acoplamiento del dispositivo de transporte está configurado para subir y/o bajar el dispositivo de transporte con el fin de acoplarlo a la estación de acoplamiento.
De este modo, ahora se puede colocar ventajosamente el dispositivo de transporte sobre la estación de acoplamiento de la superficie de base y se puede posibilitar un cierre de conexión.
El sistema según la invención incluye una o más de las máquinas herramienta según la invención.
La máquina herramienta según la invención permite configurar de forma considerablemente flexible el proceso de producción y procesamiento de piezas de trabajo. Además, la máquina herramienta según la invención puede integrarse en estructuras de fabricación existentes y también utilizarse para procesos completamente nuevos en la producción y procesamiento de piezas de trabajo.
Además, a continuación se describirán ejemplos de un dispositivo de transporte que se puede utilizar, por ejemplo, como vehículo de transporte de la primera estructura de máquina herramienta desplazable y que está configurado para su uso en una máquina herramienta, y sus ventajas respectivas.
Un dispositivo de transporte ejemplar para transportar un dispositivo de manipulación para manipular un palé y/o una pieza de trabajo hasta una máquina herramienta para mecanizar la pieza de trabajo, en donde la máquina herramienta presenta un husillo de trabajo para recibir una herramienta o la pieza de trabajo y un palé para recibir la herramienta o la pieza de trabajo, y además está configurada para posicionar el dispositivo de manipulación dentro de un área delante de un espacio de trabajo de la máquina herramienta a lo largo de las direcciones espaciales que abarcan el área. El dispositivo de transporte ejemplar está diseñado como vehículo de transporte sin conductor con una plataforma que presenta varios dispositivos de alojamiento para recibir dispositivos de manipulación, un accionamiento para mover la plataforma y una unidad de control para controlar los dispositivos de alojamiento y el accionamiento de la plataforma.
Gracias al dispositivo de transporte ejemplar, ahora es posible prescindir por completo de sistemas de carriles para guiar los vehículos de transporte, ya que los vehículos de transporte pueden moverse libremente sobre un plano, como el suelo de la nave.
Además, los vehículos y sus “carreteras” se pueden adaptar individualmente a las circunstancias, lo que permite un aumento significativo de la flexibilidad en la producción y la logística.
Para aumentar el grado de automatización, el dispositivo de transporte ejemplar está diseñado como vehículo de transporte sin conductor con control y conexión en red correspondientes, de modo que se pueden mover varios vehículos/dispositivos de transporte de forma coordinada.
Además, el dispositivo de transporte ejemplar presenta un gran número de interfaces, en las que se pueden alojar los más diversos dispositivos de manipulación, como cambiadores de palés, robots, contenedores y cajas, etc., lo que puede aumentar aún más la flexibilidad en el proceso de producción, así como en el área de la logística.
El dispositivo de transporte ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que en al menos un lado del dispositivo de transporte está previsto al menos un dispositivo de alojamiento, preferiblemente en al menos dos lados del dispositivo de transporte está previsto al menos un dispositivo de alojamiento, y de forma especialmente preferible en cada lado del dispositivo de transporte está previsto al menos un dispositivo de alojamiento.
Esto significa que ahora se pueden transportar en un solo viaje muchos más dispositivos técnicos y/o contenedores a su destino respectivo que con los vehículos de transporte conocidos hasta ahora.
El dispositivo de transporte ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que el dispositivo de transporte también esté configurado para depositar el dispositivo de manipulación junto a la máquina herramienta después del posicionamiento.
Esta opción es especialmente ventajosa en la medida en que el dispositivo de transporte no tiene que permanecer en su lugar con el dispositivo de manipulación, sino que puede transportar otros dispositivos de manipulación, mientras que, por ejemplo, el dispositivo de manipulación depositado realiza su función en la máquina herramienta correspondiente.
El dispositivo de transporte ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que los dispositivos de alojamiento presentan además elementos de conexión que están configurados para una transmisión de señales de control y/o energía desde el dispositivo de transporte al dispositivo de manipulación.
De este modo se pueden transmitir de manera ventajosa energía y señales para controlar el dispositivo de manipulación desde el dispositivo de transporte al dispositivo de manipulación.
El dispositivo de transporte ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que los elementos de conexión de los dispositivos de alojamiento del dispositivo de transporte establecen automáticamente una conexión con el dispositivo de manipulación para la transmisión de señales de control y/o energía al recoger el dispositivo de manipulación.
Esto elimina la necesidad de intervención manual por parte de un trabajador y permite aumentar aún más el nivel de automatización de los procesos de producción y logística.
El dispositivo de transporte ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que los dispositivos de alojamiento presentan en cada caso un dispositivo de control para vigilar el estado del alojamiento del dispositivo de manipulación respectivo.
El dispositivo de transporte ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que el dispositivo de control está configurado para vigilar las señales de control, la transferencia de energía y/o un estado de bloqueo del dispositivo de manipulación alojado en el dispositivo de alojamiento respectivo.
Esto es especialmente ventajoso para evitar posibles fallos de funcionamiento de los dispositivos de manipulación y para garantizar la seguridad del dispositivo de manipulación en el dispositivo de transporte, así como la seguridad de los trabajadores que se encuentran en las inmediaciones del dispositivo de manipulación.
Además, los alojamientos defectuosas o los componentes defectuosos (contactos dañados de las conexiones para la transmisión de energía y/o señales, etc.) pueden localizarse más rápidamente y sustituirse/repararse correspondientemente con mayor rapidez.
El dispositivo de transporte ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que el dispositivo de manipulación consiste en un cambiador de palés para introducir el palé en la máquina herramienta y sacarlo de la misma, y el cambiador de palés está configurado para introducir el palé en el espacio de trabajo y/o o en una estación de preparación de la máquina herramienta y para sacarlo de las mismas.
Es especialmente ventajoso que el dispositivo de manipulación transportable mediante el dispositivo de transporte sea un cambiador de palés. Esto significa que con un solo cambiador de palés y un dispositivo de transporte se pueden transportar diferentes palés a cada máquina herramienta e introducirlos o intercambiarlos en la misma.
El dispositivo de transporte ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que el cambiador de palés presenta una garra de alojamiento o un alojamiento en forma de horquilla para recibir el palé.
El dispositivo de transporte ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que los dispositivos de alojamiento del dispositivo de transporte también están configurados para alojar soportes de material, en particular cajas de rejilla con piezas en bruto y/o piezas acabadas, y para alojar una pinza intercambiable.
El dispositivo de transporte ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que los dispositivos de alojamiento del dispositivo de transporte están configurados de manera uniforme.
Es especialmente ventajoso que los dispositivos de alojamiento, mediante los cuales el dispositivo de transporte puede recoger los dispositivos de manipulación como cambiadores de palés, robots, palés de material, cajas de rejilla, etc., sean uniformes, es decir, estandarizados. Esto significa que todos los dispositivos de manipulación imaginables pueden estar dotados de una interfaz similar, de modo que la conexión para la transmisión de energía y/o señales se puede establecer automáticamente, independientemente del dispositivo de manipulación que se deba recoger.
Una máquina herramienta ejemplar que se puede utilizar con el dispositivo de transporte ejemplar para mecanizar una pieza de trabajo presenta: un husillo de trabajo para recibir una herramienta o la pieza de trabajo, un palé para recibir la herramienta o la pieza de trabajo, y un dispositivo de manipulación para manipular el palé y/o o la pieza de trabajo, pudiendo posicionarse el dispositivo de manipulación en la máquina herramienta mediante el dispositivo de transporte ejemplar.
Esto ofrece una serie de ventajas, ya que el dispositivo de transporte puede llevar a la máquina herramienta cualquier dispositivo de manipulación que se requiera o incluso que sea totalmente necesario para las respectivas etapas de procesamiento. La máquina herramienta, en particular el equipamiento con piezas de trabajo y/o herramientas, puede alcanzar un mayor grado de automatización y se pueden ampliar los tiempos en los que las máquinas herramienta trabajan de forma autónoma.
La máquina herramienta ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que la máquina herramienta presenta también dispositivos de posicionamiento para posicionar el dispositivo de manipulación con respecto a la máquina herramienta, cuando el dispositivo de transporte deposita el dispositivo de manipulación junto a la máquina herramienta.
Por un lado, un posicionamiento preciso del dispositivo de manipulación no solo puede ser ventajoso, sino también necesario. Por ejemplo, cuando es necesario colocar palés con mucha precisión sobre un alojamiento de palés o, por ejemplo, cuando se deben realizar trabajos de equipamiento o procesamiento posterior de una pieza de trabajo con un robot en caso de tolerancias pequeñas.
La máquina herramienta ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que los dispositivos de posicionamiento presentan elementos de conexión que están configurados para una transmisión de señales de control y/o energía desde la máquina herramienta al dispositivo de manipulación depositado.
De esta manera, la energía y las señales para controlar el dispositivo de manipulación se pueden transmitir de manera ventajosa desde la máquina herramienta al dispositivo de manipulación y, por lo tanto, pueden ser independientes de la transmisión de energía o señales por parte del dispositivo de transporte.
La máquina herramienta ejemplar puede perfeccionarse ventajosamente en la medida en que los elementos de conexión de los dispositivos de posicionamiento de la máquina herramienta establecen automáticamente una conexión con el dispositivo de manipulación para la transmisión de señales de control y/o energía cuando el medio de transporte deposita el dispositivo de manipulación.
De esta manera, ventajosamente se puede aumentar aún más el grado de automatización y se puede prescindir de la intervención manual de un trabajador.
Con el uso del dispositivo de transporte ejemplar se ha podido mejorar considerablemente la flexibilidad de los procesos de producción y reaccionar rápidamente a los cambios en la producción.
A continuación se describen otros aspectos y sus ventajas, así como ventajas y opciones de implementación más específicas de los aspectos y características anteriormente descritos, a partir de descripciones y explicaciones de las figuras adjuntas, que no han de interpretarse en modo alguno como limitativas.
Breve descripción de las figuras
La Fig. 1 muestra esquemáticamente un modo de realización de un dispositivo de transporte que se puede utilizar como vehículo de transporte para la primera estructura de máquina herramienta con dispositivos de alojamiento para recibir dispositivos de manipulación y sin dispositivo de sujeción de piezas.
La Fig. 2 muestra esquemáticamente una vista detallada de un dispositivo de alojamiento para recibir dispositivos de manipulación.
La Fig. 3 muestra esquemáticamente un posicionamiento del dispositivo de transporte junto a una máquina herramienta mediante un prisma.
La Fig. 4a muestra esquemáticamente un posicionamiento del dispositivo de transporte en una máquina herramienta mediante alojamientos cónicos.
La Fig. 4b muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo de transporte durante un posicionamiento y cierre de la conexión de energía y/o señales mediante alojamientos cónicos. La Fig. 4c muestra esquemáticamente un dispositivo de transporte, en el que, por ejemplo, un soporte de palé con un palé se acopla mediante el dispositivo de transporte a un alojamiento de soporte palé.
La Fig. 5a muestra esquemáticamente un modo de realización del dispositivo de transporte con un ajuste de altura del dispositivo de transporte mediante cilindros elevadores.
La Fig. 5b muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo de transporte con un ajuste de altura del dispositivo de transporte mediante cilindros elevadores y un tren.
La Fig. 6a muestra esquemáticamente un modo de realización del dispositivo de transporte con un soporte de palé ejemplar y un palé.
La Fig. 6b muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo de transporte con un soporte de palé ejemplar y un palé.
La Fig. 7 muestra esquemáticamente un modo de realización del dispositivo de transporte con un ajuste de altura del dispositivo de alojamiento para recibir dispositivos de manipulación del dispositivo de transporte según la invención.
La Fig. 8a muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo de transporte, que transporta un palé a un espacio de trabajo de una máquina herramienta.
La Fig. 8b muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo de transporte, que transporta un palé a un espacio de trabajo de una máquina herramienta.
La Fig. 9a muestra esquemáticamente un suelo/placa de nave con conos dispuestos en forma de rejilla para posicionar los dispositivos de transporte o dispositivos de manipulación.
La Fig. 9b muestra otra posibilidad de prever los conos para su posicionamiento en la parte inferior del dispositivo de transporte.
La Fig. 10 muestra esquemáticamente un modo de realización de la máquina herramienta según la invención con un dispositivo de transporte con un alojamiento de piezas de trabajo para piezas grandes.
La Fig. 11 muestra esquemáticamente otro modo de realización de la máquina herramienta según la invención con un dispositivo de transporte como componente de diferentes conceptos de máquina de una máquina herramienta.
La Fig. 12a muestra esquemáticamente un modo de realización de la máquina herramienta según la invención con un dispositivo de transporte con un palé alojado sobre una máquina de consola.
La Fig. 12b muestra esquemáticamente otro modo de realización de la máquina herramienta según la invención con un dispositivo de transporte como componente de otros conceptos de máquina diferentes de una máquina herramienta.
La Fig. 12c muestra esquemáticamente otro modo de realización de la máquina herramienta según la invención con un dispositivo de transporte como componente de otros conceptos de máquina diferentes de una máquina herramienta.
La Fig. 13 muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo de transporte que porta varios palés o piezas de trabajo, en interacción ejemplar con un robot industrial estacionario para la manipulación de las piezas de trabajo (izquierda) y otro modo de realización del dispositivo de transporte con un robot fresador ejemplar (derecha).
La Fig. 14 muestra esquemáticamente otro modo de realización de la máquina herramienta según la invención con varios dispositivos de transporte como componente de un concepto de máquina de una máquina herramienta con diseño de pórtico.
La Fig. 15 muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo de transporte, en el que varios dispositivos de transporte están unidos entre sí mediante acoplamientos formando una unidad.
La Fig. 16 muestra esquemáticamente otro modo de realización de la máquina herramienta según la invención con un dispositivo de transporte durante un posicionamiento y el cierre de conexión de energía y/o señales por debajo de una máquina herramienta en diseño de pórtico.
La Fig. 17 muestra esquemáticamente una parte de la máquina herramienta (modular) según la invención sin una segunda estructura de máquina herramienta, que incluye varios dispositivos de transporte con diferentes subtareas.
La Fig. 18 muestra esquemáticamente múltiples dispositivos de transporte con diferentes tareas dentro de una cadena de producción, sin mostrar la primera estructura de máquina herramienta según la invención.
Descripción detallada de las figuras y realizaciones preferibles de la presente invención
A continuación se describen en detalle ejemplos o ejemplos de realización de la presente invención con referencia a las figuras adjuntas. Los elementos iguales o similares en las figuras pueden designarse con los mismos símbolos de referencia, pero a veces también con símbolos de referencia diferentes.
Cabe destacar que la presente invención no está restringida ni se limita en modo alguno a los ejemplos de realización que se describen más abajo y a sus características de realización, sino que incluye además modificaciones de los ejemplos de realización, en particular aquellas que están incluidas dentro del alcance de protección de las reivindicaciones independientes mediante modificación de las características de los ejemplos descritos o mediante combinación de una o más de las características individuales de los ejemplos descritos.
La Fig. 1 muestra esquemáticamente un modo de realización de un dispositivo 100 de transporte que se puede utilizar como vehículo de transporte sin conductor para la primera estructura de máquina herramienta, con dispositivos 40 de alojamiento para recibir dispositivos de manipulación ejemplares y sin dispositivo de sujeción de piezas de trabajo.
El modo de realización del dispositivo 100 de transporte representado en la Fig. 1 está configurado en un modo de realización especialmente preferible como vehículo de transporte sin conductor (FTF) de un sistema de transporte sin conductor (FTS).
El dispositivo 100 de transporte tiene un chasis 10 (plataforma) y un accionamiento 20. El chasis está configurado para alojar un acumulador 30 de energía, utilizándose para este fin preferiblemente un acumulador 30 de energía eléctrica, tal como una batería. Sin embargo, el acumulador 30 de energía no se limita a energía eléctrica, de modo que, si es necesario, también se puede almacenar energía mecánica en forma de, por ejemplo, fluidos a presión o energía de deformación (por ejemplo de un elemento elástico). En el chasis 10 también se pueden alojar otros acumuladores de energía, por ejemplo, hidráulicos o neumáticos.
Además, el dispositivo 100 de transporte presenta de forma especialmente preferible ruedas 20 para poder mover el dispositivo 100 de transporte, por ejemplo en una nave industrial. Estas ruedas 20 pueden conectarse a un motor de accionamiento central a través de un tren de accionamiento (no mostrado), pero también pueden tener cada una su propio motor de accionamiento (por ejemplo, uno o más motores eléctricos), que pueden controlarse individualmente mediante un control interno 35.
Además, el chasis 10 está configurado preferiblemente como soporte de plataforma, que presenta los más diversos dispositivos 40 de alojamiento para dispositivos de manipulación (por ejemplo, componentes de automatización o componentes de transporte, etc.).
De forma especialmente preferible, el soporte de plataforma dispone de n 1 dispositivos 40 de alojamiento para los diferentes dispositivos de manipulación, estando dispuestos los dispositivos 40 de alojamiento de forma especialmente preferible en todo el soporte de plataforma. En particular, todos los lados (niveles de espacio) del dispositivo 100 de transporte se utilizan preferiblemente para proporcionar un dispositivo 40 de alojamiento (véanse también las distintas vistas del dispositivo 100 de transporte en la Fig. 1). De este modo, ahora se pueden alojar y mover de forma correspondiente muchos más dispositivos de manipulación de los que es posible, por ejemplo, con un vehículo de transporte habitual en el mercado, como una carretilla elevadora o una transpaleta motorizada.
Sin embargo, cabe señalar que el número y/o la distribución de los dispositivos 40 de alojamiento en el dispositivo 100 de transporte no se limita al número/distribución mostrados en la Fig. 1. Por ejemplo, también puede estar previsto un único dispositivo 40 de alojamiento, por ejemplo en la parte superior del dispositivo 100 de transporte, y/o también pueden estar previstos dos o más dispositivos 40 de alojamiento en uno o más lados del dispositivo 100 de transporte.
Además, los dispositivos 40 de alojamiento previstos en la parte superior del dispositivo 100 de transporte pueden diferir en tamaño y propiedades de los dispositivos 40 de alojamiento en los lados del dispositivo 100 de transporte. Esto puede ser ventajoso, por ejemplo, si en los laterales del dispositivo 100 de transporte se deben alojar dispositivos de manipulación más pequeños con un peso comparativamente pequeño y los dispositivos de manipulación más pesados se deben posicionar preferiblemente por encima de los ejes/el accionamiento 20 del dispositivo 100 de transporte.
Además, por ejemplo, los dispositivos 40 de alojamiento más pequeños también pueden disponer en los lados del dispositivo 100 de transporte de un número menor de conexiones (véanse las explicaciones de la Fig. 2) en comparación con los dispositivos 40 de alojamiento más grandes en la parte superior del dispositivo 100 de transporte.
Preferiblemente, el dispositivo 100 de transporte está equipado con una unidad para vigilar ópticamente su entorno (no mostrada aquí) y los dispositivos de manipulación acoplados. Este dispositivo está preferiblemente acoplado alsoftwarede control del control interno 35 y permite realizar una acción basada en la detección.
Además, en el dispositivo 100 de transporte están instalados preferiblemente sensores adicionales, que permiten vigilar adecuadamente el entorno y los componentes. Por ejemplo se pueden utilizar sensores de infrarrojos o de radar.
La Fig. 2 muestra esquemáticamente una vista detallada de un dispositivo 40 de alojamiento del dispositivo 100 de transporte para recibir dispositivos de manipulación (o cualquier otro dispositivo).
Los dispositivos 40 de alojamiento están configurados preferiblemente para la fijación mecánica de los dispositivos de manipulación, para la transmisión de señales y la transmisión de energía al dispositivo de manipulación respectivo. Dependiendo del dispositivo de manipulación, solo se puede utilizar una de las opciones de transmisión o también cualquier combinación de las mismas.
Además, de forma especialmente preferible, los dispositivos 40 de alojamiento están realizados de forma automatizada. Por lo tanto, el dispositivo 100 de transporte puede intercambiar de forma autónoma los dispositivos de manipulación y, por consiguiente, puede utilizarse de forma flexible para las tareas más diversas. En realizaciones automatizadas del dispositivo 100 de transporte, los acoplamientos rápidos (por ejemplo, acoplamiento rápido de cargador frontal) son particularmente adecuados para establecer automáticamente una conexión para la transmisión de energía o transmisión de señales entre el dispositivo 100 de transporte y el dispositivo de manipulación.
Como se muestra en la Fig. 2, pueden estar previstas por ejemplo secciones cónicas 41 del dispositivo 40 de alojamiento para alinear y fijar el dispositivo de manipulación correspondiente con respecto al dispositivo 40 de alojamiento. Para dicha alineación y fijación simultánea del dispositivo de manipulación en el dispositivo 40 de alojamiento se pueden utilizar ventajosamente conos de sujeción, como ya se conocen, por ejemplo, en el soporte de palé en una máquina herramienta.
Además, el dispositivo 40 de alojamiento puede presentar una interfaz 42 para transmitir energía mecánica (por ejemplo, una rotación de un motor previsto en el dispositivo 100 de transporte sobre el dispositivo de manipulación) y/o energía eléctrica, hidráulica y/o neumática. Además, por ejemplo, también se podrían suministrar recursos operativos, como por ejemplo lubricante refrigerante, desde el dispositivo de transporte al dispositivo de manipulación correspondientemente alojado en el dispositivo 40 de alojamiento. Para ello pueden estar previstos, por ejemplo, medios de fijación y conexiones eléctricas y/o de conducción de fluidos correspondientes (medios de fijación y conexiones 43).
Además, la interfaz 42 puede presentar ventajosamente un dispositivo para la transmisión de señales sin contacto entre el dispositivo 40 de alojamiento del dispositivo 100 de transporte y el dispositivo de manipulación. Este dispositivo para la transmisión de señales sin contacto puede estar configurado, por ejemplo, como bobina emisora/receptora, o también como acoplador inductivo con enlace de E/S para la transmisión de señales sin contacto.
El dispositivo puede estar previsto en cualquier punto de la interfaz 42 o fuera de la interfaz 42, estando previsto ventajosamente el dispositivo para la transmisión de señales sin contacto en el centro/centrado en la interfaz 42.
Cabe señalar en este punto que, por ejemplo, las conexiones eléctricas y/o de conducción de fluidos no tienen que estar previstas necesariamente en la interfaz 42. También pueden estar previstas fuera de la interfaz 42, por ejemplo para separar la transmisión de energía rotacional de la transmisión de energía eléctrica/fluidos.
Además, de forma especialmente preferible, los dispositivos 40 de alojamiento están configurados de modo uniforme o estandarizado, de modo que cualquier componente o dispositivo de manipulación se puede acoplar con elementos de alojamiento configurados correspondientemente de modo uniforme y se pueden utilizar esencialmente los mismos acoplamientos rápidos para la transmisión de energía o señales.
Además, los dispositivos 40 de alojamiento disponen preferiblemente de la opción de controlar el estado del dispositivo de manipulación alojado. Preferiblemente, esto incluye la vigilancia de la situación de sujeción del dispositivo de manipulación acoplado (por ejemplo, en los conos de sujeción), su estado y señales, así como su transmisión de energía.
Para la vigilancia del estado de tensión se puede utilizar preferiblemente un control de apoyo o un control de sujeción en los dispositivos 40 de alojamiento, determinando el control de apoyo el estado preferiblemente mediante señales eléctricas o, alternativamente, se puede utilizar para ello aire soplado.
En el dispositivo 100 de transporte se pueden alojar, por ejemplo, los siguientes dispositivos de manipulación: cambiadores de palés (por ejemplo, los conocidos de las máquinas herramienta), robots, palés de material, cajas de rejilla y otros soportes de material, espacios de almacenamiento para accesorios de robots (por ejemplo, pinzas de cambio), estaciones de desbarbado, estaciones de lavado, herramientas para, por ejemplo, máquinas herramienta, horquillas de transpaleta, etc.
Cabe señalar en este punto que las posibilidades de manipulación de dispositivos que pueden ser recibidos por los dispositivos 40 de alojamiento del dispositivo 100 de transporte no se agotan en modo alguno con la anterior enumeración.
Además, el dispositivo 100 de transporte está diseñado ventajosamente de tal modo que los dispositivos de manipulación se pueden combinar entre sí a voluntad para posibilitar una mayor flexibilidad para aplicaciones específicas.
El control interno 35 del dispositivo 100 de transporte presenta preferiblemente su propiosoftwarede control, que puede controlar y vigilar los movimientos de desplazamiento y transporte. Elsoftwarede control podría ampliarse, por ejemplo, con módulos desoftwareindividuales necesarios para los componentes o dispositivos de manipulación respectivos. Puede tratarse, por ejemplo, de la conexión de un control de robot o de la conexión del control de un cambiador de palés.
La Fig. 3 muestra esquemáticamente un posicionamiento del dispositivo 100 de transporte en una máquina herramienta 1000 por medio de un prisma 1010.
El dispositivo 100 de transporte presenta además una contraparte 103 correspondiente (en este caso una contraparte cilíndrica), para poder entrar con la contraparte 103 en el prisma y así conseguir un posicionamiento preciso delante de la máquina herramienta 1000. Sin embargo, también se pueden usar varios prismas 1010 y correspondientemente varias contrapartes 103 para dicho posicionamiento del dispositivo 100 de transporte delante de la máquina herramienta 1000, tanto en una dirección de posicionamiento (por ejemplo en la dirección longitudinal del dispositivo 100 de transporte) como en una dirección perpendicular a la misma (por ejemplo, dirección transversal del dispositivo 100 de transporte).
Cabe señalar en este punto que las opciones de configuración arriba mencionadas para posicionar el dispositivo 100 de transporte no se limitan a la combinación del prisma 1010 y la contraparte cilíndrica 103. Más bien, por ejemplo, también se podría utilizar una pieza con una muesca en forma de V (como alternativa al prisma 1010).
La Fig. 4a muestra esquemáticamente un posicionamiento del dispositivo 100 de transporte en una máquina herramienta 1000 mediante alojamientos cónicos 1051.
El dispositivo 100 de transporte dispone de un ajuste de altura (no mostrado aquí, véanse las Figuras 5a a 7), que permite colocar el dispositivo de manipulación (aquí, por ejemplo, un cambiador 200 de palés) sobre los alojamientos cónicos 1051 de la máquina herramienta 1000 y conseguir así un posicionamiento muy preciso del dispositivo de manipulación delante de la máquina herramienta 1000.
Además, los alojamientos cónicos 1051 permiten que el dispositivo de manipulación transporte cargas, lo que constituye una ventaja decisiva si el dispositivo de manipulación tiene que portar grandes masas durante su uso, que eventualmente excederían la capacidad de carga del dispositivo 100 de transporte, por ejemplo en el caso de palés 300 con piezas 1 de trabajo particularmente grandes o pesadas y la carga que se produce al retirar el palé 300 con la pieza 1 de trabajo.
El dispositivo 100 de transporte dispone preferiblemente de una posición definida delante de la máquina herramienta 1000 o de los lugares 500 de depósito/lugares de equipamiento. El posicionamiento puede garantizarse mecánicamente, mediante señalización o una combinación de ambos.
Este posicionamiento se puede realizar preferiblemente mediante n índices mecánicos mediante movimientos dispuestos horizontalmente (véase la Fig. 15) o movimientos verticales. Alternativamente, también se pueden utilizar para ello movimientos giratorios, que se acoplan entre sí o se ejecutan uno tras otro.
En una realización ejemplar, el posicionamiento se garantiza mediante un movimiento vertical (véanse las Figuras 17 a 19 en detalle).
Los índices se pueden conectar a las máquinas herramienta 1000, a los lugares 500 de depósito y a los lugares de equipamiento. Preferiblemente, los índices están conectados al suelo de la nave para evitar perturbaciones, como por ejemplo provocar vibraciones, golpes en la máquina herramienta 1000 o en los lugares mientras se posiciona el dispositivo 100 de transporte.
Los índices son preferiblemente cónicos (alojamientos cónicos 1051). Esto asegura un posicionamiento en todos los niveles necesarios. Preferiblemente, los alojamientos cónicos 1051 están posicionados de tal modo que no se encuentran en la zona de paso real delante de la máquina herramienta 1000 y, por lo tanto, no obstaculizan ergonómicamente al operador cuando trabaja manualmente.
Preferiblemente, los alojamientos cónicos 1051 también se usan para soportar cargas verticales que se producen, por ejemplo, durante la sustitución de palé por el palé 300 que ha de ser retirado. De este modo, el dispositivo 100 de transporte puede diseñarse para la máxima capacidad de transporte y no tiene que soportar cargas adicionales que se producen a corto plazo debido a procesos de sustitución.
Además, los alojamientos cónicos 1051 (véanse también las Figs. 16b y 16c) se pueden usar para establecer una conexión entre la máquina herramienta 1000, los lugares y el dispositivo 100 de transporte. Esta conexión se puede utilizar para la transmisión de señales o el intercambio de energía si no se pueden realizar sin contacto.
Además, la conexión arriba mencionada también se puede realizar mediante otro alojamiento que se acopla mediante la elevación del cono.
Además, los alojamientos cónicos 1051 se pueden bloquear y desbloquear para estabilizar adicionalmente el posicionamiento o aumentar su precisión.
Los movimientos verticales del dispositivo 100 de transporte se pueden impulsar y controlar utilizando los medios presentes en el dispositivo 100 de transporte. Preferiblemente, cada uno de los dispositivos 40 de alojamiento puede realizar el movimiento vertical de forma autónoma e independiente entre sí (véase la Fig. 7). Alternativamente, el movimiento vertical se puede realizar elevando el bastidor/chasis del FTS con respecto a las ruedas (véanse las Figuras 5a/b y 6a/b).
El movimiento de elevación puede llevar libremente a todas las posiciones necesarias para encontrar una secuencia adecuada. En una realización ejemplar están previstas tres posiciones principales:
Elevación superior: posición en la que se puede desplazar el dispositivo 100 de transporte.
Elevación central: posición en la que los dispositivos de manipulación se depositan sobre los conos.
Elevación inferior: depósito de equipos de manipulación/soportes de material/cajas directamente sobre el suelo.
Además, el movimiento de elevación también se puede utilizar para acoplar el dispositivo 100 de transporte sobre una estación de carga (no representada aquí) y permitir allí el proceso de carga.
Además, el dispositivo de manipulación puede transferirse temporalmente mediante el dispositivo 100 de transporte directamente a la máquina herramienta 1000. El dispositivo de manipulación es alimentado por la máquina herramienta 1000 a través de la interfaz integrada en los alojamientos cónicos 1051 (véanse también las Figs. 4b y 4c) para establecer una conexión, y el dispositivo 100 de transporte puede asumir otras tareas y otros dispositivos de manipulación. En este caso, el dispositivo 100 de transporte sirve como alimentador de dispositivos de manipulación temporales para diversas máquinas herramienta 1000.
La Fig. 4b muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo 100 de transporte durante un posicionamiento y el cierre de la conexión de energía y/o señales mediante alojamientos cónicos 1051.
En este contexto se muestran los alojamientos cónicos 1051 de la máquina herramienta que, además de posicionar el dispositivo 100 de transporte, al descender éste por encima de los alojamientos cónicos 1051 mediante sus cilindros elevadores pueden cerrar una conexión (véanse las Figs. 5a/b y 6a/b), a través de la cual se pueden transmitir, por ejemplo, energía y/o señales para controlar o vigilar el dispositivo 100 de transporte al dispositivo 100 de transporte y viceversa desde el dispositivo 100 de transporte a la máquina herramienta 1000.
Por medio de los alojamientos cónicos 1051, por ejemplo, como se muestra aquí, el palé 300 o cualquier dispositivo de manipulación podrían posicionarse con precisión junto a la máquina herramienta 1000 y, y esto es particularmente ventajoso, podría tener lugar un control del dispositivo 100 de transporte o del palé 300 alojado sin cargar el acumulador de energía interno (no mostrado aquí) del dispositivo 100 de transporte, ya que la energía es proporcionada por la máquina herramienta 1000 y suministrada al dispositivo 100 de transporte a través de la conexión descrita.
Además, el dispositivo 100 de transporte puede disponer de una especie de estación de carga en la que pueden recargar o renovar sus fuentes de energía (acumulador 30 de energía; no mostrado aquí). Esto se puede hacer, por ejemplo, mediante acoplamiento en los alojamientos cónicos 1051.
La Fig.4c muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo 100 de transporte, en el que un soporte 350 de palé con un palé 300 se acopla mediante un dispositivo 100 de transporte a un alojamiento 1040 de soporte de palé. El alojamiento 1040 de soporte de palé puede estar previsto, por ejemplo, en la máquina herramienta 1000.
En particular, este modo de realización difiere del mostrado en la Fig. 16a en que el soporte 350 de palé (u otro dispositivo que es/puede ser transportado por el dispositivo 100 de transporte) se acopla al alojamiento 1040 de soporte de palé mediante un movimiento del dispositivo 100 de transporte en el plano horizontal.
El acoplamiento puede realizarse, por ejemplo, mediante alojamientos cónicos 1051 (en este caso, por ejemplo, conos de sujeción) en el alojamiento 1040 de soporte de palé o en el soporte 350 de palé y rebajes cónicos 355 configurados correspondientemente en el soporte 350 de palé o en el alojamiento 1040 de soporte de palé. Las ventajas ya descritas, como la alineación/centrado del soporte 350 de palé en comparación con el alojamiento 1040 de soporte de palé, se obtienen también aquí gracias a los alojamientos cónicos 1051/rebajes cónicos 355.
Después del acoplamiento del soporte 350 de palé (u otro dispositivo que es/puede ser transportado por el dispositivo 100 de transporte), el dispositivo 100 de transporte puede, por ejemplo, desacoplarse de nuevo del dispositivo transportado (en este caso soporte 350 de palé) y usarse para otra tarea de transporte.
Además, el soporte 350 de palé, como por ejemplo en el propio dispositivo 100 de transporte o en el dispositivo de manipulación, puede presentar una interfaz 357 para transmitir energía mecánica y/o energía eléctrica, hidráulica y/o neumática entre el alojamiento 1040 de soporte de palé y el soporte 350 de palé. En consecuencia, el alojamiento 1040 de soporte de palé puede presentar una contraparte (interfaz 358) con respecto a la interfaz 357 del soporte 350 de palé.
Además, también se podrían suministrar por ejemplo recursos operativos tales como lubricante refrigerante desde el alojamiento 1040 de soporte de palé al soporte 350 de palé. Para ello pueden estar previstos, por ejemplo, medios de fijación y conexiones eléctricas y/o de conducción de fluidos correspondientes (comparables con los medios de fijación y las conexiones 43).
Además, la interfaz 357 puede presentar ventajosamente un dispositivo para la transmisión de señales sin contacto entre el alojamiento 1040 de soporte de palé de la máquina herramienta 1000 (u otro dispositivo) y el soporte 350 de palé. Este dispositivo para la transmisión de señales sin contacto puede estar configurado, por ejemplo, como bobina emisora/receptora o como acoplador inductivo con enlace de E/S para la transmisión de señales sin contacto.
El dispositivo puede estar previsto en cualquier ubicación en la interfaz 357 o fuera de la interfaz 357, estando previsto ventajosamente el dispositivo para la transmisión de señales sin contacto de forma central/centrada en la interfaz 357.
Sin embargo, cabe señalar en este punto que el alojamiento designado como alojamiento 1040 de soporte de palé en la máquina herramienta 1000, también puede alojar una gran cantidad de otros dispositivos, dispositivos de manipulación o similares, o incluso el propio dispositivo 100 de transporte mediante acoplamiento. Por lo tanto, el alojamiento 1040 de soporte de palé no se limita al alojamiento de soportes 350 de palé.
Además, cabe señalar que, de forma particularmente preferible, el alojamiento descrito para el acoplamiento (con alojamientos cónicos 1051, rebajes cónicos 355 e interfaces 357/358) con los dispositivos 40 de alojamiento (véase la Fig. 2) está realizado de modo uniforme o estandarizado, de modo que cualquier componente o dispositivo de manipulación se puede acoplar con elementos de alojamiento configurados de forma correspondientemente uniforme y se puedan utilizar esencialmente los mismos acoplamientos rápidos para la transmisión de energía o señales.
La Fig. 5a muestra esquemáticamente un modo de realización del dispositivo 100 de transporte con un ajuste de altura del dispositivo 100 de transporte mediante cilindros elevadores 50.
El chasis 10 se eleva con respecto a las ruedas mediante los cilindros elevadores 50, de modo que la altura de los dispositivos de manipulación alojados también se modifica con respecto a las ruedas 20 o a la máquina herramienta 1000 (no representada aquí).
La Fig. 5b muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo 100 de transporte con un ajuste de altura del dispositivo de transporte mediante cilindros elevadores 50.
Aquí se muestra una alternativa en la que, además de los cilindros elevadores 50, también está previsto un tren 60 (por ejemplo, basado en un mecanismo de palanca) para elevar el chasis 10 del dispositivo de transporte con respecto a las ruedas 20, de modo que también se puede modificar la altura de los dispositivos de manipulación transportados.
La Fig. 6a muestra esquemáticamente un modo de realización del dispositivo 100 de transporte con un soporte 350 de palé y un palé 300.
El objetivo consiste en aclarar qué movimientos realiza el dispositivo 100 de transporte durante los procesos de depósito/recogida para depositar/recoger un palé 300 de un alojamiento 1040 (no mostrado aquí).
El dispositivo 100 de transporte se eleva con respecto a la rueda o las ruedas 20 (elevación de tren, flecha representada verticalmente) por medio de un mecanismo, como se muestra en las Figs. 5a y 5b, para posicionar el palé 300 y/o el soporte 350 de palé por encima de un alojamiento 1040 y luego depositarlo sobre el alojamiento 1040 bajando el dispositivo 100 de transporte.
Durante el posicionamiento se puede producir contacto entre el soporte 350 de palé o el palé 300 para alinear el soporte 350 de palé/palé 300 con respecto al alojamiento, de modo que un movimiento de posicionamiento (flecha casi horizontal) del soporte 350 de palé con respecto al dispositivo 40 de alojamiento del dispositivo 100 de transporte. Sin embargo, este movimiento de posicionamiento puede depender de en qué medida se utiliza un accionamiento 47 para apoyar la fijación y/o el posicionamiento del soporte 350 de palé con respecto al dispositivo 40 de alojamiento del dispositivo 100 de transporte.
La Fig. 6b muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo 100 de transporte con un soporte 350 de palé y un palé 300.
También aquí, el dispositivo 100 de transporte se eleva con respecto a la rueda o las ruedas 20 mediante un mecanismo, como se muestra en las Figs. 5a y 5b (elevación de tren, flecha representada verticalmente), para posicionar correspondientemente el palé 300 sobre un alojamiento 1040 y luego bajarlo sobre el alojamiento 1040 bajando el dispositivo 100 de transporte.
Durante el posicionamiento se puede producir contacto entre el palé 300 para alinear el palé 300 con respecto al alojamiento, de modo que también se produce un movimiento de posicionamiento (flecha casi horizontal) del palé 300 con respecto al soporte 350 de palé. Este movimiento puede actuar contra una pieza de presión, que de este modo se presiona hacia adentro y libera la fijación del palé 300 con respecto al soporte 350 de palé y permite alinear el palé 300 con respecto al alojamiento 1040 y recoger el palé mediante el alojamiento 1040.
La Fig. 7 muestra esquemáticamente un modo de realización del dispositivo 100 de transporte con un ajuste de altura del dispositivo 40 de alojamiento para recibir dispositivos de manipulación del dispositivo 100 de transporte según la invención.
Tampoco en este caso se modifica la posición del chasis 10 con respecto a las ruedas 20 del dispositivo 100 de transporte, sino que el dispositivo 40 de alojamiento cambia su posición relativa con respecto al chasis 10 o con respecto al soporte de plataforma.
Esto tiene la ventaja de que los cilindros elevadores 55 pueden configurarse más pequeños, ya que no tienen que soportar el peso del chasis 10 y los otros dispositivos de manipulación y otros pesos adicionales.
La Fig. 8a muestra otro modo de realización del dispositivo 100 de transporte, que transporta un palé 300 a un espacio de trabajo de una máquina herramienta 1000.
El espacio de trabajo está delimitado con respecto al entorno por una carcasa 1060 y presenta en un lado una abertura, en este caso por ejemplo el lado frontal de la máquina herramienta 1000, a través de la cual puede actuar, por ejemplo, un operario de la máquina en el espacio de trabajo y a través de la cual se puede introducir la plataforma 300 en el espacio de trabajo de la máquina herramienta 1000. Para cerrar esta abertura se puede utilizar, por ejemplo, una persiana enrollable, una puerta corredera, una puerta giratoria de una o dos hojas o un dispositivo comparable.
Además, la máquina herramienta 1000, en particular la carcasa 1060, presenta un acceso que se extiende desde el suelo de la nave hasta el espacio de trabajo y en el que puede entrar el dispositivo 100 de transporte, por ejemplo para introducir un palé 300 en el espacio de trabajo de la máquina herramienta 1000.
Para que el acceso al dispositivo 100 de transporte esté protegido contra virutas y/o lubricantes refrigerantes, en particular durante el procesamiento de la pieza de trabajo transportada sobre el palé 300, el dispositivo 100 de transporte o el soporte 350 de palé también pueden presentar una cubierta colectora 360 para recoger las virutas y/o el lubricante refrigerante. La cubierta colectora 360 puede cerrar ventajosamente el acceso en el extremo superior (paso del acceso al espacio de trabajo), de modo que las virutas y el lubricante refrigerante que se distribuyen/que se han distribuido en el espacio de trabajo se recogen en la cubierta colectora 360 del dispositivo 100 de transporte o del soporte 350 de palé.
Además, también es posible que un diafragma de cubierta, que se encuentra en el extremo del dispositivo 100 de transporte o del soporte 350 de palé alejado del acceso cuando el dispositivo 100 de transporte entra en el acceso, cierre adicionalmente el acceso desde el exterior después de que el dispositivo 100 de transporte entre en el acceso a la carcasa 1060.
Sin embargo, si el dispositivo 100 de transporte retira la plataforma 300 del espacio de trabajo, también pueden caerse/deslizarse virutas y lubricante refrigerante desde la caras interiores de la carcasa 1060 y acumularse en el área de acceso. Para evitar que estas virutas/lubricantes refrigerantes contaminen el acceso al dispositivo 100 de transporte, puede ser ventajoso prever una cubierta 1065 de acero en la transición del acceso de la carcasa 1060 al espacio de trabajo de la máquina herramienta 1000, que, cuando el dispositivo 100 de transporte entra en el acceso, es empujada hacia atrás por el dispositivo 100 de transporte (o por el dispositivo de manipulación portado por el dispositivo 100 de transporte, tal como el soporte 350 de palé, etc.), para posicionar/introducir el palé 300 o el soporte 350 de palé en el espacio de trabajo de la máquina herramienta 1000 (véase, por ejemplo, la imagen inferior en la Fig. 8a).
Ventajosamente, la cubierta de acero puede presentar varios segmentos que se pueden deslizar entre sí para que al juntarlos queden relativamente compactos. Al sacar dispositivo 100 de transporte del acceso, por ejemplo, un mecanismo de muelle (no mostrado aquí) puede empujar los segmentos o la cubierta 1065 de acero en conjunto de nuevo hacia afuera para cerrar el extremo superior del acceso (véase, por ejemplo, la imagen superior en la Fig. 8a).
Además, la cubierta 1065 de acero puede presentar una sección de cubierta en su extremo orientado hacia el dispositivo 100 de transporte que entra en el acceso, que presenta recortes en forma del alojamiento usado para el acoplamiento (que presenta los alojamientos cónicos 1051/rebajes cónicos 355 y las interfaces 357/358, véase también la Fig. 4c).
La sección de cubierta, al igual que la propia cubierta 1065 de acero, se desplaza cuando se introduce el dispositivo 100 de transporte, en donde los recortes en la sección de cubierta pasan a través de los alojamientos cónicos 1051 y correspondientemente la interfaz 358 del alojamiento de la máquina herramienta 1000, de modo que el dispositivo 100 de transporte o el dispositivo de manipulación portado por el dispositivo 100 de transporte (por ejemplo un soporte 350 de palé; véase también la Fig. 4c) puede acoplarse al alojamiento de la máquina herramienta 1000.
La Fig. 8b muestra otro modo de realización del dispositivo 100 de transporte, que transporta un palé 300 a un espacio de trabajo de una máquina herramienta 1000.
En este contexto está prevista una puerta redonda 1070 para cerrar la abertura a través de la cual, por ejemplo, un operador de la máquina podría llegar al espacio de trabajo de la máquina herramienta 1000 o a través de la cual se introduce el palé 300 en el espacio de trabajo de la máquina herramienta 1000.
Si la puerta redonda 1070 está abierta (como se muestra en la imagen superior de la Fig. 8b), el semicírculo de la puerta redonda 1070 está orientado, por ejemplo, al husillo 1100 de trabajo (no mostrado aquí) de la máquina herramienta 1000 y, por lo tanto, separa el husillo 1100 de trabajo de la abertura en la carcasa 1060. De este modo se puede evitar, por ejemplo, que el operador de la máquina llegue involuntariamente junto a una herramienta insertada en el husillo 1100 de trabajo y posiblemente se lastime.
Para acoplar el dispositivo de manipulación transportado por el dispositivo 100 de transporte (como por ejemplo un soporte 350 de palé u otro dispositivo) a la máquina herramienta 1000, como ya se ha descrito en la Fig. 4c, se puede utilizar un alojamiento (que presenta los alojamientos cónicos 1051/rebajes cónicos 355 y las interfaces 357/358).
Sin embargo, también pueden estar previstas otras posibilidades de conexión entre la máquina herramienta 1000 y el dispositivo 100 de transporte o el dispositivo de manipulación, como por ejemplo alojamientos cónicos 1051, que están previstos en el suelo de la nave (véanse también las Figs. 4a y 4c).
Si el dispositivo 100 de transporte con el palé 300 ha entrado a través de la abertura de la carcasa 1060 al espacio de trabajo de la máquina herramienta 1000, la puerta redonda 1070 cierra la abertura de la carcasa 1060 mediante un movimiento de giro alrededor de un eje de rotación (como se muestra en la imagen inferior de la Fig. 8b), en particular mediante un movimiento de giro alrededor del eje de simetría de la puerta redonda 1070, que puede estar orientado, por ejemplo, verticalmente.
Ventajosamente, la cubierta colectora 360, en particular con respecto al uso de la puerta redonda 1070 para cerrar la abertura de la carcasa 1060, puede estar configurada teniendo en cuenta la forma de la puerta redonda 1070 para garantizar un mejor sellado del espacio de trabajo de la máquina herramienta 1000 con respecto al entorno en lo que respecta a virutas voladoras y lubricante refrigerante.
Para ello también sería ventajoso que en el extremo de la cubierta colectora 360 del soporte 350 de palé estuviera previsto un semicírculo comparable, en el que esté posicionada la puerta redonda 1070 en estado cerrado. De esta manera se podría lograr un sellado optimizado entre la puerta redonda 1070 y la cubierta colectora 360 y, por tanto, entre el espacio de trabajo y el entorno de la máquina herramienta 1000.
El alojamiento de la máquina herramienta 1000 usado para el acoplamiento (que presenta los alojamientos cónicos 1051 y la interfaz 358; véase también la Fig. 4c) puede prescindir de una cubierta adicional (tal como se describe, por ejemplo, en la Fig. 8a). No obstante, también se puede usar una combinación de la cubierta 1065 de acero, tal como se describe en la Fig. 20b, y la puerta redonda 1070 para prever un sellado adicional en la carcasa 1060 del espacio de trabajo de la máquina herramienta 1000.
La Fig. 9a muestra esquemáticamente un suelo de nave con conos 1051 dispuestos en un patrón de rejilla para posicionar los dispositivos 100 de transporte o los dispositivos de manipulación.
En este contexto, como ya se ha explicado con referencia a las Figs.4a a 4c, el dispositivo 100 de transporte se puede bajar de modo que mediante los conos 1051 se posicione bien el propio dispositivo 100 de transporte, bien el dispositivo de manipulación alojado en el dispositivo 100 de transporte.
Otra posibilidad consiste en configurar los conos 1051 de forma hundible si, por ejemplo, los conos 1051 interfieren en los movimientos de los dispositivos 100 de transporte sobre el suelo de la nave. Para ello, los conos 1051 deberían tener su propio dispositivo de elevación (por ejemplo neumático, hidráulico, eléctrico o mecánico), para poder sacarlos del suelo de la nave o hundirlos en él. Además, para realizar el posicionamiento también podría tener lugar un movimiento de elevación combinado de los conos 1051 y el dispositivo 100 de transporte.
La Fig. 9b muestra otra posibilidad de disponer los conos 1051 en la parte inferior del dispositivo 100 de transporte y prever únicamente los rebajes correspondientes para los conos 1051 en el suelo de la nave.
De este modo, el movimiento de elevación podría ser realizado por el dispositivo 100 de transporte o el dispositivo 40 de alojamiento para realizar el posicionamiento. Además, también es posible que los conos 1051 situados en la parte inferior del dispositivo 100 de transporte se hundan en los rebajes del suelo de la nave para permitir un posicionamiento del dispositivo 100 de transporte o del dispositivo de manipulación.
En estos casos ya no existe ningún contorno perturbador en el suelo de la nave, de modo que los dispositivos 100 de transporte podrían desplazarse libremente sobre el suelo de la nave. Además, en el modo de realización mostrado en la Fig. 9b se puede prescindir de un dispositivo de elevación adicional (por ejemplo para los conos en el suelo de la nave).
La Fig. 10 muestra esquemáticamente un modo de realización de la máquina herramienta según la invención con un dispositivo 100 de transporte con un alojamiento 450 de piezas de trabajo para piezas grandes.
Varios dispositivos 100 de transporte pueden trabajar de nuevo juntos para transportar correspondientemente las piezas grandes (identificadas aquí como pieza 1 de trabajo). Para ello, los alojamientos 450 de piezas de trabajo pueden estar equipados con dispositivos de sujeción (dispositivos de sujeción hidráulicos, neumáticos, de vacío, mecánicos, etc.), mediante los cuales se sujetan las piezas grandes en los dispositivos 100 de transporte, y se puede llevar una máquina de procesamiento equipada para este fin (máquina herramienta 1000, aquí con elementos 1300 de soporte y un accesorio 1150 de rectificado).
Además, como ya se ha descrito, los alojamientos cónicos 1051 (no mostrados aquí), además del posicionamiento de los dispositivos 100 de transporte debajo del accesorio 1150 de rectificado de la máquina herramienta 1000, también pueden posibilitar de nuevo una conexión para transmitir energía y/o señales (de control) desde la máquina herramienta 1000 al dispositivo 100 de transporte.
Al utilizar los alojamientos 450 de piezas de trabajo, los dispositivos 100 de transporte combinan el concepto de un dispositivo de cambio de piezas con una mesa de procesamiento para formar un tipo de máquina herramienta 1000 modular para hacer que el procesamiento de piezas grandes sea lo más eficiente y flexible posible.
La Fig. 11 muestra esquemáticamente otro modo de realización de la máquina herramienta según la invención con dispositivo 100 de transporte como parte de diferentes conceptos de máquina de una máquina herramienta 1000 (modular).
En este contexto es especialmente ventajoso que el dispositivo 100 de transporte reciba un palé 300 y luego pueda utilizarse directamente como soporte de mesa de máquina o de pieza de trabajo en una máquina herramienta 1000.
Las ventajas aquí consisten en que el dispositivo 100 de transporte se puede utilizar directamente como soporte de mesa de máquina o de pieza de trabajo gracias a los conos utilizados para el posicionamiento y la fijación (alojamientos cónicos, como por ejemplo los alojamientos cónicos 1051 ya descritos) (véase también la Fig. 16). Por tanto, una máquina herramienta 1000 puede equiparse sin mesa de máquina propia.
Por lo tanto, el dispositivo 100 de transporte puede actuar como soporte de piezas y acercarse a varias máquinas herramienta 1000 una tras otra y realizar el procesamiento respectivo (por ejemplo, fresado, rectificado, etc.) sin volver a sujetar y, por tanto, sin pérdida de precisión.
De este modo, los procesos de medición en la pieza se pueden realizar directamente en la situación de sujeción determinada. El dispositivo 100 de transporte puede entrar junto con la pieza de trabajo en el espacio de medición (por ejemplo, una máquina de medición de coordenadas o similar). Esto elimina cualquier tensión o distorsión causada por la apertura de la sujeción de la pieza de trabajo.
De ello resultan conceptos de máquina completamente nuevos, como se muestra esquemáticamente en el ejemplo de una máquina de consola (Fig. 12a) y una máquina de pórtico (Fig. 11).
La Fig. 12a muestra esquemáticamente un modo de realización de la máquina herramienta según la invención con un dispositivo 100 de transporte con un palé 300 alojado en una máquina de consola como máquina herramienta 1000 (modular).
El palé 300 alojado en el dispositivo 100 de transporte puede estar equipado con un eje adicional (véase máquina de consola; en este caso un eje de rotación R1) para crear, en caso dado, un concepto de máquina fresadora-torneadora.
Además, la conexión del dispositivo 100 de transporte y el palé 300 (aquí con un eje de rotación R1 adicional) puede estar configurada como mesa de fresado, mesa redonda NC, mesa redonda giratoria, como mesa giratoria de fresado o similares y, por lo tanto, puede usarse para los más diversos casos de aplicación de procesamiento de piezas de trabajo.
En el ejemplo mostrado se utiliza además una máquina herramienta 1000 en diseño de consola, que además de un elemento 1300 de soporte y un elemento transversal 1200 presenta un husillo 1100 de trabajo, siendo desplazable el husillo 1100 de trabajo en las direcciones x,yy z en relación con el elemento del soporte. Además, el dispositivo 100 de transporte se puede desplazar en las direccionesxe y, y puede girar el palé 300 alrededor del eje z a través del eje de rotación R1. Además, la máquina de consola también se puede ampliar para incluir un eje de rotación R2 adicional, como se describe en la Fig. 13b.
La Fig. 12b muestra esquemáticamente otro modo de realización de la máquina herramienta según la invención con un dispositivo 100 de transporte como componente de otros conceptos de máquina diferentes de una máquina herramienta 1000 (modular).
Como ya se ha explicado por medio de los conceptos de las Figs. 11 y 12a, una máquina de consola puede estar provista de un eje de rotación R2 adicional en el husillo 1100 de trabajo para cambiar la posición del husillo 1100 de trabajo con respecto al palé 300 o al dispositivo 100 de transporte en 90° mediante giro del husillo 1100 de trabajo para cambiar en 180° alrededor del eje de rotación R2. Esto es ventajosamente posible porque el eje de rotación R2 y el plano/superficie del palé 300 están esencialmente en un ángulo de 45° entre sí. Además, como se muestra en la Fig. 12c, también es concebible una utilización del dispositivo 100 de transporte en un centro de procesamiento horizontal, pudiendo ampliarse éste a su vez con un eje de rotación R2 adicional (no mostrado aquí), como se puede ver en la máquina de consola en la Fig. 12a, para que el husillo 1100 de trabajo del centro de procesamiento horizontal pueda girarse 90° hacia el palé 300 o hacia el dispositivo 100 de transporte si es necesario.
En ambos casos, el dispositivo 100 de transporte también aquí está configurado con un palé 300 (en las Figs. 12b y 12c en cada caso con un eje de rotación R1) como "mesa de máquina", pudiendo utilizarse la mesa de máquina también como mesa redonda si es necesario gracias al eje de rotación R1 para asegurar una flexibilidad aún mayor del dispositivo 100 de transporte equipado con el palé 300. De este modo, el dispositivo 100 de transporte puede moverse a una estación de procesamiento tras otra y salir de las mismas para permitir llevar a cabo las etapas de procesamiento correspondientes en la pieza 1 de trabajo (no mostrada aquí) en la estación de procesamiento respectiva.
En ambas ilustraciones (Figs. 12b y 12c), los husillos de trabajo 1100 siguen siendo llevados al palé 300 o al dispositivo 100 de transporte a través de los ejes lineales en las direcciones x,yy z.
La Fig. 13 muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo 100 de transporte, que porta varios palés 300 o piezas de trabajo, en interacción ejemplar con un robot industrial 3000 estacionario para manipular/procesar las piezas de trabajo (izquierda) y un modo de realización del dispositivo 100 de transporte con un robot fresador 600 ejemplar (derecha).
El robot industrial 3000 estacionario que se muestra en la imagen de la izquierda también se puede sustituir por un dispositivo 100 de transporte, que está equipado con un robot 600 correspondiente como accesorio, aumentando así aún más la flexibilidad de los procesos de producción. En ambos casos (robot industrial 3000 estacionario o dispositivo 100 de transporte con robot 600), el robot procesa o manipula las piezas de trabajo en los palés 300 del dispositivo 100 de transporte derecho.
El robot fresador 600 mostrado en la imagen de la derecha, debido a su movilidad, puede ser llevado a múltiples estaciones de procesamiento en muy poco tiempo y estar disponible utilizando el dispositivo 100 de transporte (por ejemplo, para realizar trabajos de fresado adicionales en caso de un fresado de una pieza de trabajo en una máquina herramienta o para realizar el trabajo de fresado completamente por su cuenta). Además, el robot de fresado 600 desplazable también se puede utilizar para mecanizar componentes que, debido a su tamaño, apenas podrían alojarse, o no podrían alojarse en absoluto, en una máquina herramienta, de modo que no es necesario llevar la pieza de trabajo a la máquina de procesamiento, sino que, más bien, la máquina procesadora llega al componente. Esto aumenta además la flexibilidad en los procesos de producción.
La Fig. 14 muestra esquemáticamente otro modo de realización de la máquina herramienta según la invención con varios dispositivos 100 de transporte como parte de un concepto de máquina de una máquina herramienta 1000 (modular) con diseño de pórtico.
Como ya se ha mostrado en la Fig. 11, el dispositivo 100 de transporte, equipado con un palé 300, puede entrar en la zona de trabajo o espacio de trabajo de una máquina herramienta 1000 en un diseño de pórtico, en donde la máquina herramienta 1000 procesa la pieza de trabajo directamente sobre el palé 300 conducido por el dispositivo de transporte. La máquina herramienta 1000 presenta aquí nuevamente elementos 1300 de soporte y un elemento transversal 1200, sobre el cual se puede mover el husillo 1100 de trabajo en las direccionesyy z. El elemento transversal 1200 se puede mover ahora de nuevo en la direcciónxcon respecto a los elementos 1300 de soporte.
En particular resulta ventajoso que varios dispositivos 100 de transporte transporten juntos la pieza de trabajo o el palé 300 (o una mesa de máquina) a la máquina herramienta 1000 para manipular o portar piezas de trabajo pesadas.
Para ello, los dispositivos 100 de transporte pueden estar acoplados mecánicamente entre sí a través del palé (véase también la Fig. 16; dado el caso con una conexión para la transmisión de señales y/o energía), o controlarse de forma precisa y sincrónica mediante el control 2000 por ordenador central (no mostrado aquí) de modo que no sea necesario un acoplamiento o una transmisión de señales y/o energía.
La Fig. 15 muestra esquemáticamente otro modo de realización del dispositivo 100 de transporte, en el que varios dispositivos 100 de transporte están conectados entre sí mediante acoplamientos 105 formando una unidad.
Como ya se muestra brevemente en la Fig. 14, puede resultar ventajoso prever un acoplamiento 105 en cada caso entre dos dispositivos 100 de transporte para distribuir fuerzas mecánicas entre ambos dispositivos 100 de transporte y también para tener la posibilidad de intercambiar tanto señales como energía entre los dos dispositivos 100 de transporte a través del acoplamiento 105.
Además, cabe señalar en este punto que, en lugar de los acoplamientos 105 o junto con los acoplamientos 105, los alojamientos 1040 para acoplar un dispositivo en una máquina herramienta 1000, tal como se muestra por ejemplo en la Fig. 4c, pueden ser utilizados para conectar/acoplar dos (o más) dispositivos 100 de transporte o estructuras de máquina herramienta desplazables entre sí. A través de los alojamientos cónicos utilizados también se pueden transmitir señales y/o energía y realizar un bloqueo.
La Fig. 16 muestra esquemáticamente otro modo de realización de la máquina herramienta según la invención con dispositivo 100 de transporte durante un posicionamiento y cierre de la conexión de energía y/o señales por debajo de una máquina herramienta 1000 en diseño de pórtico.
Además de los componentes ya descritos de la máquina herramienta 1000, como los elementos 1300 de soporte, el elemento transversal 1200 y el husillo 1100 de trabajo, también se muestran los alojamientos cónicos 1051 de la máquina herramienta, que, además de posicionar el dispositivo 100 de transporte cuando bajan mediante sus cilindros elevadores 50 sobre los soportes cónicos 1051, pueden cerrar una conexión a través de la cual, por ejemplo, se puede transmitir energía y/o señales para controlar o vigilar el dispositivo 100 de transporte al dispositivo 100 de transporte y viceversa desde el dispositivo 100 de transporte a la máquina herramienta 1000.
Por medio de los alojamientos cónicos 1051, el palé 300 se puede posicionar con precisión debajo de la máquina herramienta 1000, y esto es especialmente ventajoso para poder controlar el dispositivo 100 de transporte o el palé 300 recogido sin cargar el acumulador de energía interno (no representado aquí) del dispositivo 100 de transporte, ya que la energía es proporcionada por la máquina herramienta 1000 y se suministra al dispositivo 100 de transporte a través de la conexión descrita.
La Fig. 17 muestra esquemáticamente una parte de la máquina herramienta 1000 (modular) según la invención sin una segunda estructura de máquina herramienta, que incluye varios dispositivos 100 de transporte según la invención con diferentes subtareas.
En el ejemplo se muestra un dispositivo 100 de transporte con un palé 300 alojado (o una mesa de máquina, por ejemplo también con un eje de rotación R1 adicional) y sobre él una pieza 1 de trabajo. En las inmediaciones de éste se encuentra un segundo dispositivo 100 de transporte con un robot 600 para procesar la pieza 1 de trabajo. Para este fin, el robot 600 puede disponer de las más diversas herramientas, por ejemplo una fresa, una herramienta de rectificación o incluso un dispositivo de aplicación de material.
Además, la máquina herramienta 1000 incluye un tercer dispositivo 100 de transporte con un robot 600, que está configurado, por ejemplo, para reemplazar la herramienta recogida por el otro robot 600. Como ya se ha descrito más arriba, este dispositivo de transporte también puede portar módulos 700 adicionales (como cajas de rejilla, palés de material, otros soportes de material, palés de máquinas, módulos de espacios intermedios para herramientas), de los cuales el robot 600 puede, por ejemplo, retirar herramientas y pasárselas al otro robot 600 para que pueda procesar la pieza 1 de trabajo.
Además, la máquina herramienta 1000 (modular) puede disponer de una cabina 1035 opcional, dentro de la cual los dispositivos 100 de transporte pueden realizar el procesamiento de la pieza 1 de trabajo y el cambio de herramienta. También puede resultar ventajoso que la cabina 1035 opcional disponga de entradas y salidas para los dispositivos 100 de transporte y también una aspiración (como por ejemplo la aspiración 420 o la aspiración estándar 1020 en máquinas herramienta 1000 estacionarias) para aspirar suciedad de la cabina 1035. Además, aquí también se pueden utilizar otros dispositivos 100 de transporte, por ejemplo para asegurar una aspiración adicional de suciedad (por ejemplo a través de la aspiración 420), suministro de lubricante refrigerante (módulo 900 para recoger o aspirar el lubricante refrigerante usado de la máquina herramienta) y/o eliminación de virutas (módulo de recogida de virutas 800).
La ventaja de una máquina herramienta 1000 (modular) de este tipo consiste en que se puede complementar a voluntad con dispositivos 100 de transporte adicionales con otras subtareas. Además, también es posible construir la máquina herramienta 1000 (modular) como complemento a una máquina herramienta 1000 estacionaria ya existente en las inmediaciones de ésta, por ejemplo para realizar trabajos restantes (desbarbar, rectificar, etc.) en la pieza 1 de trabajo.
Una clara ventaja de una máquina herramienta 1000 modular consiste en que se pueden procesar componentes grandes (por ejemplo, ya se muestra en la Fig. 10) directamente en los dispositivos 100 de transporte que portan el componente, sin que sea necesario volver a sujetar el componente. Se pueden trasladar diferentes componentes (grandes) al espacio de trabajo de un dispositivo 100 de transporte, por ejemplo un robot 600 con una herramienta de fresado, donde pueden seguir siendo procesados.
De nuevo se pueden usar conos situados en el suelo de la nave (como por ejemplo alojamientos 1051 en forma de cono; véanse también las explicaciones de las Figs. 4a, 4b, 9a, 9b y 16) para el posicionamiento preciso de los dispositivos 100 de transporte entre sí, pudiendo disponer dichos conos, como ya se ha descrito más arriba, de mecanismos de fijación, de modo que no solo tiene lugar un posicionamiento preciso de los dispositivos 100 de transporte, sino que también éstos quedan asegurados mediante los mecanismos de fijación.
Además, los dispositivos 100 de transporte también se pueden unir entre sí mediante un acoplamiento 105 (por ejemplo, formando una unidad), para, por ejemplo, intercambiar señales y energía entre los dispositivos 100 de transporte (véanse también las explicaciones de la Fig. 15).
La Fig. 18 muestra esquemáticamente múltiples dispositivos 100 de transporte con diferentes tareas dentro de una cadena de producción, sin representación de la primera estructura de máquina herramienta según la invención.
El sistema de transporte sin conductor (FTS) dispone preferiblemente de unsoftwarede ordenador central de nivel superior, que controla y supervisa los pedidos individuales, integrado en el control 2000 por ordenador central. Preferiblemente, elsoftwarede ordenador central es capaz de controlar y vigilar n 1 dispositivos 100 de transporte al mismo tiempo.
La comunicación entre los dispositivos 100 de transporte y el control 2000 por ordenador central funciona preferentemente de forma inalámbrica a través de, por ejemplo, WLAN o radio.
El dispositivo 100 de transporte dispone preferiblemente de una fuente de información óptica, como por ejemplo una luz de estado (no mostrada aquí), que sirve como representación gráfica del estado del dispositivo 100 de transporte. Aquí se utiliza preferiblemente la lógica del semáforo. Verde = estado en orden, amarillo: fallo, rojo: problema. Alternativamente, esta luz también puede indicar otros estados mediante señales ópticas adicionales, como por ejemplo un parpadeo.
Si se utilizan varios dispositivos 100 de transporte, éstos pueden distribuir entre sí los dispositivos de manipulación (robot 600, módulos 700 (como palés de material, cajas de rejilla, etc.), módulo 800 para recoger las virutas, módulo 900 para recoger o aspirar el lubricante refrigerante usado de la máquina herramienta 1000). Esto garantiza una solución de automatización aún más flexible.
Preferiblemente, el dispositivo 100 de transporte coloca en una ubicación conocida un dispositivo de manipulación que ya no es necesario. Allí, otro dispositivo 100 de transporte puede acercarse a dicho dispositivo de manipulación, recogerlo y utilizarlo.
Preferiblemente, los dispositivos 100 de transporte disponen de un medio de comunicación con otros dispositivos 100 de transporte. Esto permite, por ejemplo, señalar y reaccionar a fuentes de interferencia, como recorridos ocupados, dispositivos de manipulación compartidos y su ubicación, así como cualquier otra información. Opcionalmente, esta tarea la lleva a cabo el control 2000 por ordenador central.
Preferiblemente, el dispositivo 100 de transporte dispone de una interfaz que permite la comunicación y la transferencia de energía a las máquinas herramienta 1000 o estaciones. Estas interfaces son preferiblemente sin contacto, pero también pueden realizarse mediante enchufes o comunicación de campo cercano.
Las tareas mostradas también pueden complementarse con los conceptos anteriormente descritos de una máquina herramienta 1000 modular (véanse las Figs. 10 a 17) y almacenamientos lineales para garantizar así en conjunto una producción o procesamiento flexibles y eficientes de piezas de trabajo.
Anteriormente se han descrito en detalle ejemplos o ejemplos de realización de la presente invención y sus ventajas con referencia a las figuras adjuntas.
Cabe recalcar nuevamente que la presente invención no está restringida ni se limita en modo alguno a los ejemplos de realización anteriormente descritos y a sus características de realización, sino que incluye además modificaciones de los ejemplos de realización, en particular aquellas que están incluidas dentro del alcance de protección de las reivindicaciones independientes mediante modificación de las características de los ejemplos descritos o mediante combinación de una o más de las características individuales de los ejemplos descritos.
En particular, cabe señalar en este punto que los más diversos diseños y funciones que puede realizar el dispositivo 100 de transporte se pueden combinar entre sí para proporcionar un concepto de máquina extremadamente flexible para configurar el procesamiento de las piezas 1 de trabajo de forma aún más flexible y eficiente. En particular, los conceptos arriba mencionados de la máquina herramienta modular según la invención se pueden complementar con las diferentes funciones adicionales del dispositivo 100 de transporte arriba mencionadas, así como con el suministro y el intercambio de piezas 1 de trabajo y/o palés 300.
Sin embargo, las máquinas herramienta 1000 ya existentes también se pueden complementar fácilmente con funciones adicionales y/o con la manipulación de piezas y palés. Además, las máquinas herramienta modulares también se pueden combinar con máquinas herramienta estacionarias para hacer más flexible la producción/procesamiento de las piezas 1 de trabajo.
Además, por ejemplo, un dispositivo 100 de transporte puede asumir al mismo tiempo tanto tareas del área de la máquina herramienta modular según la invención como funciones adicionales. Un dispositivo de transporte no se limita a una sola área, sino que puede asumir simultáneamente las tareas más diversas de diferentes áreas.
Por lo tanto, las opciones arriba mencionadas no deben considerarse limitativas y pueden combinarse expresamente entre sí a voluntad dentro del alcance de protección definido por las reivindicaciones.
Lista de símbolos de referencia
1 Componente/pieza de trabajo
10 Chasis/plataforma
20 Rueda
30 Acumulador de energía
35 Control interno
40 Dispositivo de alojamiento
41 Secciones cónicas del dispositivo de alojamiento
42 Interfaz del dispositivo de alojamiento
43 Medios de fijación y conexiones
47 Unidad para desplazar los rebajes
50 Cilindro elevador (para rueda o tren)
55 Cilindro elevador (para dispositivo de alojamiento)
60 Tren
70 Enchufe
100 Dispositivo de transporte
103 Contraparte (al prisma)
105 Acoplamiento (entre dos dispositivos de transporte)
300 Palé
350 Soporte de palé
355 Rebajes cónicos
357 Interfaz del soporte de palé
358 Interfaz de la máquina herramienta
360 Cubierta colectora
450 Alojamiento de piezas de trabajo
500 Lugar de depósito
600 Robots/robots industriales
700 Módulo (cajas de rejilla, palés de material, otros transportadores de material, palés de máquina, módulo de espacio intermedio para herramientas)
800 Módulo para recoger las virutas
900 Módulo para recoger o aspirar el lubricante refrigerante usado de la máquina herramienta
1000 Máquina herramienta
1010 Prisma
1020 Aspiración estándar
1035 Cabina opcional
1040 Alojamiento de soporte de palé
1051 Alojamiento cónico
1060 Carcasa
1065 Cubierta de acero
1070 Puerta redonda
1100 Husillo de trabajo
1120 Cabezal de fresado
1150 Accesorio de rectificado
1200 Elemento transversal (máquina herramienta)
1300 Elemento de soporte (máquina herramienta)
2000 Control por ordenador central
3000 Robot estacionario

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Máquina herramienta (1000) para mecanizar una pieza (1) de trabajo, que comprende:
- al menos una primera estructura de máquina herramienta desplazable sobre una superficie de base y que comprende un vehículo de transporte sin conductor; y
- al menos una segunda estructura de máquina herramienta estacionaria que puede depositarse sobre la superficie de base y que presenta un husillo (1100) portaherramientas;
caracterizada por que
el vehículo de transporte sin conductor de la primera estructura de máquina herramienta está configurado para desplazarse libremente sobre la superficie de base para posicionar la primera estructura de máquina herramienta junto a la segunda estructura de máquina herramienta independientemente de un tipo de sistema de carriles o similar; y la máquina herramienta (1000) está configurada como una máquina herramienta modular de manera que la primera estructura de máquina herramienta y la segunda estructura de máquina herramienta forman juntas la máquina herramienta (1000) configurada para procesar una pieza (1) de trabajo cuando la primera estructura de máquina herramienta está posicionada junto a la segunda estructura de máquina herramienta, en donde
la primera estructura de máquina herramienta comprende un dispositivo de sujeción de piezas de trabajo, y la máquina herramienta (1000) está configurada para procesar una pieza (1) de trabajo sujeta en la primera estructura de máquina herramienta por medio del husillo de trabajo portaherramientas (1100) de la segunda estructura de máquina herramienta después de que la primera estructura de máquina herramienta haya sido desplazada y posicionada junto a la segunda estructura de máquina herramienta.
2. Máquina herramienta (1000) según la reivindicación 1, caracterizada por que
el dispositivo de sujeción de piezas de la primera estructura de máquina herramienta consiste en una mesa de sujeción de piezas, configurada especialmente como mesa giratoria, mesa redonda y/o mesa giratoria/redonda.
3. Máquina herramienta (1000) según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que la primera estructura de máquina herramienta comprende un dispositivo de acoplamiento configurado para acoplarse a una estación de acoplamiento de la segunda estructura de máquina herramienta, y la máquina herramienta (1000) está configurada para procesar la pieza (1) de trabajo sujeta a la primera estructura de máquina herramienta cuando la primera estructura de máquina herramienta todavía está acoplada en la estación de acoplamiento de la segunda estructura de máquina herramienta.
4. Máquina herramienta (1000) según la reivindicación 3, caracterizada por que
la primera estructura de máquina herramienta está configurada además para acoplarse por medio del dispositivo de acoplamiento a una estación de acoplamiento de otra máquina herramienta instalada sobre la superficie de base.
5. Máquina herramienta (1000) según la reivindicación 3 o 4, caracterizada por que
la primera estructura de máquina herramienta está configurada además para acoplarse por medio del dispositivo de acoplamiento a una estación de acoplamiento de al menos una tercera estructura de máquina herramienta, y para formar, junto con la tercera estructura de máquina herramienta, otra máquina herramienta configurada para procesar la pieza de trabajo cuando la primera estructura de máquina herramienta está acoplada en la estación de acoplamiento de la tercera estructura de máquina herramienta.
6. Máquina herramienta (1000) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la máquina herramienta (1000) está configurada para el procesamiento por taladrado y/o fresado de piezas de trabajo.
7. Máquina herramienta (1000) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que
la máquina herramienta (1000) está configurada para el procesamiento de piezas de trabajo con aplicación de material, presentando la segunda estructura de máquina herramienta una unidad de procesamiento con aplicación de material.
8. Máquina herramienta (1000) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que
la segunda estructura de máquina herramienta presenta un bastidor (1300) de máquina en el que están dispuestos uno o más componentes de máquina herramienta.
9. Máquina herramienta (1000) según la reivindicación 8, caracterizada por que
la segunda estructura de máquina herramienta presenta uno o más carros de máquina herramienta que se pueden desplazar en el bastidor (1300) de máquina.
10. Máquina herramienta (1000) según la reivindicación 9, caracterizada por que al menos uno de los uno o más carros de máquina herramienta porta un husillo (1100) de trabajo o un cabezal de husillo o cabezal giratorio de husillo que porta un husillo de trabajo (1100).
11. Máquina herramienta (1000) según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada por que el bastidor (1300) de máquina está configurado en un diseño de pórtico, en un diseño de columna móvil o en un diseño de consola.
12. Máquina herramienta (1000) según la reivindicación 9 o 10, caracterizada por que
al menos uno de los uno o más carros de máquina herramienta porta un husillo de trabajo de procesamiento horizontal y/o un husillo de trabajo de procesamiento vertical.
13. Máquina herramienta (1000) según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizada por que
uno o más husillos (1100) de trabajo de al menos uno de los uno o más carros de máquina herramienta son pivotantes o giratorios alrededor de uno o más ejes de rotación (R2).
14. Máquina herramienta (1000) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por:
- un accionamiento para desplazar el vehículo de transporte de la primera estructura de máquina herramienta; y - una unidad (35) de control para controlar el vehículo de transporte de la primera estructura de máquina herramienta.
15. Sistema que comprende una o más máquinas herramienta (1000) según una de las reivindicaciones precedentes.
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