MX2008009854A

MX2008009854A - Dispositivo y procedimiento para la regulacion de la mecanizacion con desprendimiento de virutas de piezas de trabajo utilizando transductores piezoceramicos.

Info

Publication number: MX2008009854A
Application number: MX2008009854A
Authority: MX
Inventors: Konrad Tzschentke; Hans-Juergen Schreiner; Kurt Handschuh; Amor Raouf Ben; Michael Fripan
Original assignee: Ceramtec Ag
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-12-18
Also published as: BRPI0707680A2; WO2007088197A1; CA2641178A1; DE102007005221A1; KR20080098626A; EP1984141A1; US20100186560A1; EP1984141B1; JP2009525195A; IL193152A0

Abstract

Durante la mecanización con desprendimiento de virutas de piezas de trabajo, además de las cargas estáticas, sobre las herramientas de corte actúan en especial cargas dinámicas. Esto produce desportillamientos en los cantos de corte de los elementos de corte e, incluso, la destrucción de los mismos con la posible consecuencia del daño de la pieza de trabajo y, con ello, su inutilidad. También actúan fuerzas de flexión y torsión sobre las herramientas de corte, las cuales cargan la máquina-herramienta y producen un cambio de posición de la herramienta de corte, con la consecuencia de una mecanización incorrecta de las piezas de trabajo. También las vibraciones y los fenómenos de traqueteo afectan la mecanización de las piezas de trabajo. Por ello, de conformidad con la invención se propone disponer transductores piezocerámicos (22, 30) en la zona de las herramientas de corte (3), en donde los componentes de fuerza de la fuerza de corte actúan sobre los mismos. Las señales generadas por las fuerzas actuando sobre los transductores se conducen al dispositivo de control de la máquina-herramienta y la mecanización de las piezas de trabajo se regula considerando dichas señales.

Description

DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA LA REGULACION DE LA MECANIZACIÓN CON DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS DE PIEZAS DE TRABAJO UTILIZANDO TRANSDUCTORES PIEZOCERAMICOS La invención se refiere al uso de transductores piezocerámicos para la regulación de la mecanización con desprendimiento de virutas de piezas de trabajo. Las herramientas de corte con desprendimiento de virutas tales como cuchilla de torno o cuchilla de cepilladora, constan por lo regular de un portador o mango al que se sujeta el elemento de corte en forma de placa de corte. En el caso de herramientas de fresado, debido a la rotación de las mismas, el portador, la cabeza de fresado, presenta alrededor y en la periferia un gran número de elementos de corte. Durante la mecanización con desprendimiento de virutas de piezas, de trabajo, además de las cargas estáticas, sobre las herramientas de corte actúan en especial cargas dinámicas. Con el paso del tiempo, el material en los cantos de corte de los elementos de corte se daña en zonas microscópicamente pequeñas. Si dichas zonas se suman a zonas macroscópicamente grandes, se producen desportillamientos en los cantos de corte e, incluso, la destrucción del elemento de corte con la posible consecuencia del daño de la pieza de trabajo y, con ello, su inutilidad. La fuerza de corte que actúa en el proceso de corte entre la pieza de trabajo y la herramienta de corte se puede subdividir en fuerzas en el plano de trabajo y fuerzas perpendiculares al mismo. En ambos planos actúan fuerzas de presión sobre el canto de corte del elemento de corte, las cuales se transmiten como fuerzas de presión al portador. En especial en el caso de las cuchillas de torno y de cepilladora, de este modo se generan fuerzas de flexión y torsión en el portador de los elementos de corte, que al sobrepasar una magnitud determinada producen la variación del elemento de corte respecto a su posición de trabajo ideal. Esto puede producir fallas en la evolución del trabajo que se reflejan en un mayor desgaste del elemento de corte y en una marcha irregular del árbol de torno o del carro del cepillo. También en el caso de fresadoras, estos fenómenos ocurren con las fuerzas de flexión sobre el árbol de accionamiento del cabezal portafresa. En los casos menos favorables ocurren fenómenos de traqueteo que producen una superficie irregular y ondulada en la pieza de trabajo y que afectan fuertemente a una máquina-herramienta, en especial si tiene lugar resonancia. Es decir, la fuerza de corte produce una carga compleja y, con ello, la deformación de la máquina-herramienta y de la pieza de trabajo, lo cual, si se exceden determinados limites, lleva a un mayor desgaste del elemento de corte y, en el caso menos favorable, a una destrucción.

Además, debido a una sobrecarga pueden ocurrir daños en la máquina-herramienta y errores de mecanización en la pieza de trabajo . Por ello, para lograr resultados de trabajo óptimos es necesario ajustar óptimamente en especial los parámetros velocidad de corte, avance y aproximación en función del material de elemento de corte, al material por mecanizar. Por lo tanto, para no exceder los limites de las posibles cargas, resulta ventajoso medir y vigilar las fuerzas que se generan. Por la Patente Alemana DE 103 12 025 Al se conoce un procedimiento para la compensación de errores de la regulación de posición de una máquina, en especial una máquina-herramienta. A través de tiras de medición en diversas partes de la máquina se miden los estados de tensión y se calculan las fuerzas de inercia que resultan de las fuerzas de mecanización o de los movimientos o las deformaciones resultantes de los pesos del carro transversal y/o de la herramienta, y se compensan en la regulación de la posición. Sin embargo, las tiras de medición no son adecuadas para la medición en piezas que giran tales como cabezales portafresa. Además, debido a su inercia, las tiras de medición no son adecuadas para la medición de deformaciones resultantes de vibraciones de alta frecuencia como las que ocurren en la mecanización con desprendimiento de virutas de las piezas de trabajo.

El objetivo de la invención consiste en equipar con sensores las herramientas de corte de las máquinas-herramienta para la mecanización con desprendimiento de virutas de piezas de trabajo de este tipo, de modo que se puedan determinar las fuerzas que se generan en la mecanización de una pieza de trabajo y comparar con limites, de forma que se pueda optimizar el proceso de mecanización y se pueda intervenir independientemente en la evolución del proceso en caso de excederse los limites mediante un dispositivo de regulación y mediante actores para evitar daños . De conformidad con la invención, la consecución del objetivo se logra, en cuanto al dispositivo, con la ayuda de las propiedades caracterizantes de la primera reivindicación, y en cuanto al procedimiento, con la ayuda de las propiedades caracterizantes de la décima reivindicación. En las reivindicaciones subordinadas se reclaman modalidades ventajosas de la invención. De conformidad con la invención, las herramientas de corte con desprendimiento de virutas están equipadas con transductores piezocerámicos en forma de sensores y/o actores y/o generadores de tensión puros. La estructura y el funcionamiento de estos transductores se conocen por la técnica anterior y, por ello, no es ilustran aquí en detalle. De conformidad con la invención, la disposición del transductor piezocerámico se realiza de tal modo que la función que debe realizar se cumple en cada caso de manera óptima. Los sensores, actores y generadores de tensión se pueden utilizar en contacto directo con el elemento de corte en el portador, o bien, en el cabezal portafresa. En el caso de las cuchillas de torno o cuchillas de cepilladora, los sensores, actores y generadores de tensión también se pueden disponer ahí donde el respectivo portador está sujeto a la máquina-herramienta, entre el portaherramientas y la herramienta de corte. En el caso de fresadoras, los transductores también se pueden disponer ahí donde está alojado el árbol de la fresadora. También es posible una combinación de ambas disposiciones. Debido a la sujeción del elemento de corte y a la fijación del portador de la herramienta de corte en el portaherramientas, los transductores piezocerámicos ya se encuentran bajo una determinada presión. Para obtener señales reproducibles de los transductores es necesario revisar después de cada cambio de un elemento de corte o de un portador, la carga preliminar del transductor y ajustar los medidores de forma correspondiente. Con sensores piezocerámicos se determinan las fuerzas de presión, tracción y cizallamiento ejercidas sobre el elemento de corte o su mango. Con la ayuda de la piezotensión generada se puede determinar en cada caso la altura de la carga respectiva. Los piezoactores se deforman debido a una tensión aplicada y de este modo pueden actuar activamente sobre el elemento de corte o su portador y producir una modificación de la posición. Los generadores de tensión se deforman como resultado de las fuerzas que actúan sobre ellos y de este modo generan una tensión eléctrica. Ésta se puede aprovechar para el suministro de circuitos electrónicos, los cuales sirven, por ejemplo, en el fresado, para la transmisión sin contacto de señales entre la herramienta de corte y la máquina-herramienta. Con el fin de poder determinar las cargas de la herramienta de corte y la máquina-herramienta, la fuerza de corte se divide en sus componentes. Para ello se aplica un sistema de coordenadas tridimensional con su cero en el punto de contacto del canto de corte del elemento de corte con la pieza de trabajo, siendo que los ejes en el plano de trabajo y en el plano quedan perpendiculares a aquél. La fuerza de corte se divide en componentes que se encuentran en ambos planos, como se observa en las Figuras 1 y 2. Las fuerzas se indican ahi de la manera en que actúan en el elemento de corte o el portador. La fuerza de corte F actúa sobre la cuchilla de torno o la fresadora en la dirección -F. La fuerza pasiva -Fp que actúa en dirección del portador aplica presión al elemento de corte y, con ello, al portador y al portaherramientas. La fuerza activa -Fa se puede dividir en la fuerza de avance -Ff y la fuerza de corte -Fc. La fuerza de avance -Ff que se extiende en dirección longitudinal de la pieza de trabajo asi como la fuerza de corte -Fc que se extiende perpendicular a ella ejercen en cada caso una fuerza de flexión sobre el portador, siendo que la suma de estas fuerzas produce, en un torno, una torsión del portador, y en una fresadora, una flexión del árbol de accionamiento de la fresadora. Es decir, para registrar los componentes de fuerza se requieren cuando menos tres transductores en forma de sensores. Para registrar las fuerzas en un torno, los sensores se deben disponer debajo del elemento de corte o del portador y, visto en dirección de avance vf, antes del elemento de corte o del portador en el portaherramientas, y visto en dirección hacia la pieza de trabajo, antes del elemento de corte o del portador. En el caso de una fresadora, la disposición es debajo y detrás de los elementos de corte en el cabezal portafresa y en los asientos del árbol de accionamiento del cabezal portafresa para registrar las fuerzas de flexión sobre el árbol. Debido a la magnitud constantemente cambiante de las fuerzas que actúan sobre ellos, los transductores utilizados para registrar las fuerzas que se generan en la mecanización con desprendimiento de virutas de las piezas de trabajo generan una tensión, la cual se compara continuamente con limites predeterminados en las máquinas-herramienta en la - - unidad de evaluación de una computadora. En el caso de un comportamiento de desgaste conocido de los elementos de corte, mediante el ajuste de los parámetros número de revoluciones de la pieza de trabajo, o bien, de la herramienta de corte, velocidad de avance y aproximación, es decir, sección de corte, las fuerzas que actúan sobre el elemento de corte se pueden limitar a valores que permiten un comportamiento de desgaste óptimo. Si ocurren variaciones no permitidas, la falla se puede corregir interviniendo en el proceso de trabajo. En el torno se pueden modificar el número de revoluciones de la pieza de trabajo, el avance y la aproximación. En la fresadora, por lo regular se modifican el número de revoluciones de la fresadora y/o, dependiendo del tipo de construcción, el avance de la pieza de trabajo o del cabezal portafresa. La aparición de fenómenos de traqueteo, el cual se manifiesta en una modificación periódica del número de revoluciones de la pieza de trabajo o del cabezal portafresa y en una vibración periódica del portador e, incluso, de la pieza de trabajo, se evita modificando el número de revoluciones y/o del avance. Estas medidas contribuyen ventajosamente a una prolongación considerable de la vida de las herramientas de corte y, con ello, de su duración y a una calidad mejorada de la superficie mecanizada . La invención también permite vigilar el desgaste de los elementos de corte. Con un avance y un número de revoluciones de la pieza de trabajo constantes, a mayor desgaste se modifica continuamente la fuerza de corte. Al alcanzar un valor limite característico del elemento de corte determinado previamente, se puede partir de que la parte aprovechable del elemento de corte está desgastada y se debe realizar un reemplazo. De este modo, la invención permite ventajosamente el mejor uso posible de los elementos de corte. Gracias a la duración que se puede calcular previamente de los elementos de corte, es posible prever un reemplazo oportuno que puede ser integrado de manera óptima en la evolución del proceso, por ejemplo, para el momento de un cambio de pieza de trabajo. Si ocurre un daño del canto de corte o, incluso, una rotura del elemento de corte, se manifiesta en una modificación abrupta de la fuerza de corte. Una señal de este tipo puede aprovecharse para apagar de inmediato la máquina-herramienta para evitar dañar la pieza de trabajo. Además de los sensores para medir la fuerza en el elemento de corte y/o en el portaherramientas o el asiento, en los mismos lugares se pueden disponer también actores. Estos actores son piezoelementos activos. Si reciben una tensión, se contraen o expanden dependiendo de la polaridad de la tensión aplicada. Con ellos es posible reaccionar directamente a las fuerzas que actúan incluso sin intervenir en el control de la máquina. Si se excede un valor limite de las fuerzas que actúan, el actor conectado en paralelo al sensor que registra el exceso del valor limite, recibe una tensión asi de modo que se vuelve a compensar la deformación que experimenta el sensor que registra. De este modo se evita cualquier modificación de la posición del elemento de corte o del portador asi como la aparición de vibraciones. Debido a las deformaciones por aplicar, los actores que producen una modificación de posición de un elemento de corte o portador son elementos multicapas. El material cerámico, el número de capas y la forma y dimensiones se deben ajustar a la deformación necesaria en cada caso y a la fuerza que se debe aplicar en ello. En particular en las fresadoras, en las que resulta difícil una transmisión de señales del cabezal portafresa que gira al circuito regulador de la máquina-herramienta y viceversa, resulta ventajosa una transmisión inalámbrica de las señales. El suministro de tensión del emisor y, eventualmente, del receptor en el cabezal portafresa se puede realizar mediante piezoelementos que se disponen adicionalmente a los sensores existentes en el mismo lugar, ya sea a un lado o debajo. Gracias a la vigilancia de los datos de situación de los elementos de corte y de las fuerzas que actúan sobre los mismos y sobre sus portadores y, de este modo, sobre la máquina-herramienta, es posible evitar sobrecargas y la aparición de vibraciones, en particular fenómenos de traqueteo. Lo anterior produce procesos de mecanización más estables, los cuales, a su vez, permiten calidades mejoradas de las piezas de trabajo y mayores duraciones de los elementos de corte. La invención se ilustra más detalladamente con la ayuda de ejemplos de realización. Muestran: La Figura 1, en un diagrama esquemático, el recorrido de los vectores de fuerza y de los vectores de velocidad que se generan al girar. Y la Figura 2, al fresar en dirección opuesta. La Figura 3, la disposición de los transductores en el elemento de corte y en la zona de sujeción del portador, en vista lateral. Y la Figura 4, en vista en planta. Y la Figura 5, la disposición de los transductores y un elemento de transmisión de señales en una fresa frontal. En la Figura 1 se muestra el recorrido de las fuerzas y de las velocidades como se generan en giros longitudinales. En una pieza de trabajo 1 que gira en dirección de la flecha 2, se hace pasar a lo largo una herramienta de corte 3 en dirección de la flecha 4 para el desprendimiento de virutas. En la esquina de corte del elemento de corte se ubica el punto cero 5 de un sistema de coordenadas tridimensional. En el plano del sistema en el que se encuentra la pieza de trabajo, se ubica la dirección de avance y, en el plano perpendicular al anterior, se realiza la aproximación de la herramienta de corte 3. Los movimientos en el proceso de corte, al girar, cepillar y fresar, son movimientos relativos entre la cuchilla del elemento de corte y la pieza de trabajo. Los genera la máquina-herramienta en el punto de acción, en este caso el punto 5, y están referidos a la pieza de trabajo en reposo. La cuchilla principal se mueve con la velocidad de acción ve a lo largo de la pieza de trabajo 1, siendo que la fuerza de corte -F actúa sobre el elemento de corte y, con ello, sobre el portador y, a final de cuentas, sobre la máquina-herramienta. Como ya se describió, la fuerza de corte -F se puede dividir en fuerzas en el plano de trabajo y fuerzas perpendiculares al mismo. En el plano de trabajo se ubica la fuerza activa -Fa, la cual es determinante para el cálculo del rendimiento de corte, y perpendicular al plano de trabajo, la fuerza pasiva -Fp, la cual no contribuye al rendimiento de corte pero que carga con presión al elemento de corte y, con ello, a la herramienta de corte 3 y, a final de cuentas, a la máquina-herramienta. La fuerza activa -Fa se puede dividir conforme a la dirección de avance y de corte en el plano de trabajo en los componentes fuerza de corte -Fc y fuerza de avance -Ff, las cuales actúan como fuerzas de - - flexión o de torsión sobre la herramienta de corte 3. En el proceso de corte del fresado en dirección opuesta mostrado en la Figura 2 se generan las mismas fuerzas que en el giro longitudinal mostrado en la Figura 1 asi como en el cepillado. Sin embargo, la diferencia consiste en que un elemento de corte de una fresa se encuentra en contacto con la pieza de trabajo en más de la mitad de la periferia de la fresa y en que el sistema de coordenadas mostrado en este caso reproduce la distribución de las fuerzas únicamente en un punto de la acción. En el fresado en dirección opuesta, la pieza de trabajo 11 se en la dirección de la flecha 12 debajo de la herramienta de corte fija, una fresa cilindrica 13 que gira en dirección de la flecha 14. En uno de los puntos de acción del canto de corte del elemento de corte se ubica el punto central 15 del sistema de coordenadas para descomponer la fuerza de corte -F en este punto. Mediante la disposición correspondiente de sensores es posible determinar las fuerzas -Fp, -Ff y -Fc y de este modo sacar conclusiones sobre el proceso de corte y la carga del elemento de corte y la máquina herramienta. En el caso de fresadoras, la disposición de los sensores es posible en cada caso atrás y, visto radialmente, debajo de un elemento de corte en el cabezal portafresa. Aquí, los elementos de corte reciben carga periódicamente con cada acción. Las tensiones generadas en los sensores durante el proceso de corte son una medida de las cargas correspondientes de los elementos de corte y la máquina-herramienta. Si se exceden valores limite previamente establecidos, se interviene en el circuito de regulación de la máquina-herramienta modificando, por ejemplo, el avance y/o los números de revoluciones . Mediante una disposición comparable de actores es posible contrarrestar las fuerzas que se generan en el proceso de corte y, con ello, compensar las deformaciones. Si un sensor detecta una deformación, sobre el actor que actúa en este lugar se aplica una tensión de tal magnitud, que se genera una deformación en dirección opuesta que concuerda con la deformación del sensor. Dicha deformación contrarresta las fuerzas generadas en el proceso de corte y compensa las deformaciones que ocurren. También se pueden evitar o, cuando menos, amortiguar las vibraciones que ocurren. En las Figuras 3 y 4 se muestra una herramienta de corte 3, una cuchilla de torno, con la dotación de conformidad con la invención con transductores piezocerámicos . La reproducción es esquemática. La Figura 3 muestra la vista en planta de la herramienta de corte. Al portador 6 está sujeto un elemento de corte 7 en forma de placa de corte en una cavidad del portador 6, de modo que es posible un movimiento controlado respecto al portador. El portador 6 también está fijo en un portaherramientas 9 en una cavidad 10 de modo que es posible un movimiento controlado respecto al portaherramientas 9. En este ejemplo de realización, tanto entre el elemento de corte 7 y el portador 6 asi como entre el portador 6 y el portaherramientas 9, se han dispuesto transductores que se apoyan en cavidades 20 y 21. Además de la determinación de la acción de las fuerzas sobre el elemento de corte se pueden determinar también las acciones de las fuerzas sobre la máquina-herramienta. Debido al poco espacio del que se dispone para la instalación de los transductores, resulta ventajoso disponerlos uno sobre el otro. Mediante actores 33 se pueden contrarrestar sus efectos directamente en los puntos de acción de las fuerzas. En el elemento de corte 7 asi como en el portador 6 se tienen en primer lugar sensores 22 destinados a la determinación de la acción de fuerzas sobre el elemento de corte 7 o el portaherramientas 9 y, con ello, sobre la máquina-herramienta. Dado que los sensores sirven para generar señales se pueden utilizar piezoelementos de una capa para mantener lo más reducidas posibles las modificaciones de construcción. Las tensiones que se generan en estos sensores a través de la acción de las fuerzas se canalizan como señales primero al circuito de recepción de señales y disparador 24. Ahí se inspeccionan las señales en cuanto a excesos del valor limite y en caso de exceso o de no alcanzar una fuerza previamente establecida en el elemento de corte 7 o en el portador 6 en el portaherramientas 9, se hace llegar una señal al dispositivo regulador 25 de la máquina-herramienta. Dicho dispositivo puede actuar sobre el proceso de funcionamiento de la máquina-herramienta y modificar su accionamiento 26, es decir, el número de revoluciones, el avance 27 y/o la aproximación 28. Un diagrama de bloques ilustra el procesamiento de la señal. Entre los sensores 22 y el portador 6 se pueden disponer transductores en forma de generadores de tensión 30 separados entre si mediante una placa de apoyo 29. A diferencia de los sensores, aquí se requieren elementos multicapas. La tensión 31 generada en ellos debido a la acción de las fuerzas, se canaliza a una unidad rectificadora 32 y se puede utilizar para el suministro de circuitos electrónicos, por ejemplo, en el circuito receptor de señales y en el circuito disparador 24. A través de actores 33 también se puede intervenir directamente en los puntos de acción de las fuerzas. Las deformaciones determinadas con la ayuda de los sensores 22 se pueden contrarrestar directamente en los puntos de acción aplicando una carga 34 sobre los actores 33, cuya magnitud y polaridad se eligen de tal modo que los actores 33 realizan una deformación contraria de la misma magnitud que la determinada en el lugar del correspondiente sensor en el elemento de corte 7 o en el portador 6. En el presente ejemplo de realización, los actores 33 en el elemento de corte 7 dispuestos entre los generadores de tensión 30 y el portador 6, también están separados mediante una placa de apoyo 29 aislante. Debido a los grandes ajustes que deben realizar los actores 33 con la tensión de funcionamiento limitada, en este caso se requieren elementos multicapas. En el portaherramientas 9 están dispuestos de tal manera, que se puede ejercer una acción de la fuerza máxima sobre el portador 6 considerando el tipo de construcción, siendo que en dicho lugar están rodeados concéntricamente por los sensores 22 y los generadores de tensión 30. De esta forma se logra una distribución homogénea de las fuerzas que actúan sobre los sensores y los generadores de tensión y, simultáneamente, el actor puede actuar en cada caso en el punto central de esta distribución de fuerzas. El control de la mecanización de piezas de trabajo mediante actores se puede realizar de manera aislada o incluyendo el control de la máquina-herramienta, es decir, la regulación del número de revoluciones, del avance y de la aproximación. En la Figura 4 se muestra la vista lateral de la cuchilla de torno de la Figura 3. Por ello, los elementos de función del mismo tipo llevan las mismas referencias que en la Figura 3. Los elementos de sujeción del elemento de corte - - así como de la cuchilla de torno se han omitido en aras de la claridad. El portador 6 está cortado en la zona del elemento de corte 7 y de la sujeción en el portaherramientas 9 con el fin de mostrar la posible disposición de los transductores por debajo del elemento de corte y por debajo del portador en el portaherramientas. En la zona del elemento de corte, los transductores y las placas de apoyo se muestran cortadas. Gracias a la disposición de los transductores por debajo del elemento de corte y del portador es posible determinar los componentes _ de la fuerza de corte que actúan perpendicularmente en el elemento de corte y en el portador. Los actores 33, los cuales contrarrestarían las fuerzas que actúan sobre el elemento de corte y la máquina-herramienta, están dispuestos en los puntos de ataque de estas fuerzas. En la Figura 5 se muestra una fresa frontal 40 como herramienta de corte en la mecanización de una pieza de trabajo 41. Mientras que la fresa 40 fija gira en la dirección 42 alrededor de su árbol 43, la pieza de trabajo 41 se mueve en la dirección 44 debajo de la fresa, desprendiéndose virutas. En el cabezal portafresa 46 están dispuestos en la periferia los elementos de corte 47 a distancias regulares. Visto en dirección del giro 42 de la fresa, delante de los elementos de corte 47 están dispuestos transductores en el cabezal portafresa 46, en los que se apoyan los elementos de corte 47. El presente ejemplo de realización son sensores 48 para la determinación de la acción de la fuerza sobre los elementos de corte y el cabezal portafresa, asi como generadores de tensión 49. En este ejemplo de realización, los transductores están dispuestos uno al lado del otro. También es posible una disposición uno encima del otro como se muestra en los ejemplos de realización en las Figuras 3 y 4. También se puede prever la instalación de actores en la zona de los otros transductores, pero no se muestra aquí. Debido a que la fresa 40 gira resulta difícil una transmisión de la señal de los datos generados a un dispositivo de control de la máquina-herramienta. Por esta razón, en el presente ejemplo de realización se prevé una transmisión por radio del cabezal portafresa 46 a un receptor en la máquina-herramienta, como no se muestra aquí. Las tensiones generadas en los sensores 48 mediante la acción de la fuerza se canalizan como señales 50 primero a un circuito receptor de señales y disparador 51. Ahí se revisan las señales en cuanto a excesos de los límites y en caso de exceder o no alcanzar una fuerza previamente establecida en un elemento de corte 47, se hace llegar una señal al dispositivo regulador de la máquina-herramienta. La transmisión de señales de la fresa 40 que gira a la máquina-herramienta se lleva a cabo mediante un emisor 52. La energía eléctrica 53 necesaria para ello se genera en los transductores 49 conformados como generadores de tensión y se lleva a una unidad rectificadora 54. Ésta suministra la tensión requerida al circuito receptor de señales y disparador 51 y al emisor 52. Si en los elementos de corte 47 también se prevén actores, su activación se puede realizar mediante señales del dispositivo regulador de la máquina-herramienta. Entonces, el dispositivo de transmisión de señales 52 funge como emisor y receptor. De forma comparable con el ejemplo de realización anterior, en el que se muestran la determinación de las fuerzas en el portaherramientas de un torno y una influencia activa en el estado del portador de la herramienta de corte en el portaherramientas a través de actores, en caso de una modificación de la posición o flexión producida por la fuerza de corte en el árbol 43 de la fresa 40 en el asiento o los asientos, no mostrados, en la máquina-herramienta se puede corregir la posición incorrecta de la fresa mediante actores, actuando éstos sobre la posición del o de los asientos. La disposición de los sensores y actores se puede realizar, por ejemplo, en la periferia de los asientos del árbol de la fresa en la máquina-herramienta. Resulta ventajoso que los actores puedan actuar en cada caso de manera perpendicular en dirección del árbol de la fresa.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una herramienta de corte (3; 40) con desprendimiento de virutas, la cual consta de un portador (6; 46) que porta cuando menos un elemento de corte (7; 47), siendo que la herramienta de corte está alojada en un portaherramientas (9) o en el asiento de una máquina-herramienta y ésta está equipada con un dispositivo para la regulación (25) de la mecanización con desprendimiento de virutas de piezas de trabajo, caracterizada porque se prevén transductores piezocerámicos (22, 30, 33; 48, 49), porque estos transductores están dispuestos en cuando menos un lugar en la herramienta de corte (3; 40) , o bien, en su asiento, en el que actúa cuando menos un componente (-Fc, -Ff, -Fp) de la fuerza de corte (-F) que se desarrolla en la mecanización con desprendimiento de virutas sobre la herramienta de corte (3; 40), porque los transductores (22, 30, 33; 48, 49) están conectados con el dispositivo regulador (25) de la máquina-herramienta y porque en los transductores (22, 30, 33; 48, 49) se pueden aprovechar las señales (23, 31, 34; 50, 53) generadas por la acción de las fuerzas y evaluadas por el dispositivo regulador (25) para el control de la mecanización de las piezas de trabajo (41) .

2. La herramienta de corte con desprendimiento de virutas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los transductores piezocerámicos son sensores (22; 48) para determinar cuando menos uno de los componentes (-Fc, -Ff, -Fp) de la fuerza de corte (-F) que actúa sobre la herramienta de corte (3; 40) .

3. La herramienta de corte con desprendimiento de virutas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los transductores piezocerámicos son generadores de tensión (30; 49) .

4. La herramienta de corte con desprendimiento de virutas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los transductores . piezocerámicos son actores (33) para la corrección de las modificaciones de posición producidas por la fuerza de corte (-F) de la herramienta de corte (3) y/o del elemento de corte (7) asi como para el amortiguamiento o la compensación de vibraciones.

5. La herramienta de corte con desprendimiento de virutas de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque los actores (33) son piezoelementos multicapas.

6. La herramienta de corte con desprendimiento de virutas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los transductores piezocerámicos (22, 30, 33; 48, 49) están dispuestos entre el elemento de corte (7; 47) y el portador (6; 46) de la herramienta de corte (3; 40) .

7. La herramienta de corte con desprendimiento de virutas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los transductores piezocerámicos (22, 30, 33; 48, 49) están dispuestos entre el portador (6) de la herramienta de corte (3) y el portaherramientas (9), o bien, entre el árbol (43) del elemento de corte (40) y el asiento o los asientos en la máquina-herramienta.

8. La herramienta de corte con desprendimiento de virutas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los transductores piezocerámicos (22, 30, 33; 48, 49) están dispuestos tanto entre el elemento de corte (7; 47) y el portador (6; 46) de la herramienta de corte (3; 40) como también entre el portador (6) de la herramienta de corte (3) y el portaherramientas (9), o bien, entre el árbol (43) del elemento de corte (40) y el asiento o los asientos en la máquina-herramienta.

9. La herramienta de corte con desprendimiento de virutas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque los actores (33) están rodeados concéntricamente por los transductores piezocerámicos para la determinación de fuerzas (22) y para la generación de tensión (30) .

10. Un procedimiento para la regulación de la mecanización con desprendimiento de virutas de piezas de trabajo en máquinas-herramienta con herramientas de corte que portan en un portador cuando menos un elemento de corte y que están alojadas en un portaherramientas, o bien, asiento de una máquina-herramienta, siendo que la mecanización con desprendimiento de virutas se regula con un dispositivo regulador, caracterizado porque en cuando menos un lugar en la herramienta de corte, o bien, su asiento en el que actúa sobre la misma cuando menos un componente de la fuerza de corte que se desarrolla en la mecanización con desprendimiento de virutas, se disponen transductores piezocerámicos , porque los componentes de la fuerza de corte actúan sobre los mismos, porque la señales generadas por la acción de. las fuerzas en los transductores se canalizan al dispositivo regulador y porque la mecanización de las piezas de trabajo se regula de conformidad con dichas señales.

11. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque los transductores piezocerámicos son sensores, porque con los sensores se determina cuando menos uno de los componentes de la fuerza de corte que actúa sobre la herramienta de corte y porque a partir de la magnitud de la señal se concluye la magnitud de la carga del elemento de corte y/o de la máquina-herramienta.

12. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque se lleva a cabo una comparación de las señales determinadas por los sensores con valores limite predeterminados y porque en caso de exceso o de no alcanzar un valor limite la señal se envía al dispositivo regulador de la máquina-herramienta y porque el dispositivo regulador modifica el número de revoluciones de la pieza de trabajo o de la herramienta de corte y/o el avance y/o la aproximación para corregir la variación que tuvo lugar.

13. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque los transductores piezocerámicos son generadores de tensión y porque la tensión generada con los mismos se aprovecha para el suministro de circuitos electrónicos.

14. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque los transductores piezocerámicos son actores, porque éstos, con base en las señales generadas por los sensores, reciben del dispositivo regulador tal tensión que experimentan una deformación con la cual se corrigen las modificaciones de posición producidas por la fuerza de corte de la herramienta de corte y/o del elemento de corte y se amortiguan o compensan las vibraciones que tengan lugar.

15. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque en el caso de herramientas de corte giratorias la comunicación entre los transductores piezocerámicos en la herramienta de corte y el dispositivo regulador en la máquina-herramienta se realiza por radio, siendo que las señales de los transductores se canalizan a un dispositivo emisor y receptor en la herramienta de corte y de ahí se envían a un receptor en la máquina-herramienta.

16. El proceso de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque en el caso de actores en máquinas de corte giratorias, las señales para la activación de los actores son emitidas por el dispositivo regulador de la máquina-herramienta hacia un receptor en la herramienta de corte y de ahí se canalizan a los actores.