PT2582495E

PT2582495E - Máquina paralela cinemática com elementos de retenção de cardã

Info

Publication number: PT2582495E
Application number: PT117960443T
Authority: PT
Inventors: Karl-Erik Neumann; Thomas Andersson; Kristoffer Larsson; Fredrik Palmquist
Original assignee: Exechon Emirates Ab
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2014-11-13
Also published as: KR101443545B1; EP2582495A1; BR112012032168A2; CA2802330A1; TW201206613A; WO2011159225A1; JP5676756B2; PL2582495T3; CA2802330C; AU2011265794B2; RU2013102115A; CN102947061A; AU2011265794A1; ZA201209097B; SE535182C2; EP2582495A4; KR20130043658A; SI2582495T1; CN102947061B; US20130087004A1

Description

ΕΡ2582495Β1

DESCRIÇÃO

MÁQUINA PARALELA CINEMÁTICA COM ELEMENTOS DE RETENÇÃO DE CARDÃ CAMPO TÉCNICO 0 presente invento refere-se ao campo das máquinas ferramentas e da robótica e depois especificamente às máquinas paralelas cinemáticas destinadas ao funcionamento na indústria e aos seus suportes de cardã.

ANTECEDENTES DO INVENTO 0 documento W02006/054935 divulga uma máquina paralela cinemática a cujo tipo se refere o presente invento. A máquina paralela cinemática divulgada neste documento inclui três dispositivos de regulação que podem ser alongados e encurtados individualmente para deslocar uma cabeça de posicionamento. Cada um dos três dispositivos de regulação está ligado à cabeça de posicionamento através de uma primeira junta. Além disso, cada dispositivo de regulação está ligado a uma base através de uma junta universal. A cabeça de posicionamento é móvel dentro de um intervalo de funcionamento em resposta à manobragem dos dispositivos de regulação. A base divulgada no referido documento da arte anterior é concebida como uma unidade de bloco fixa na qual está montada cada uma das três juntas universais para cada dispositivo de regulação. Esta base, também conhecida como plataforma superior, é complicada de produzir, assim como é dificil de 1 ΕΡ2582495Β1 maquinar para se conseguirem as tolerâncias correctas em cada uma das sedes de cada junta universal que é bastante dispendiosa. Esta base é também muito pesada e, por isso, está sujeita a elevados custos de transporte, e exige uma montagem precisa no local onde a máquina será colocada. 0 utilizador final desta máquina que é proporcionada com esta base também tem de prever a incorporação desta base no seu sistema de produção, o que poderá ser difícil devido ao volume e peso da base. A precisão dos movimentos deste tipo de máquinas depende bastante da sua rigidez que, por seu turno, depende de um conjunto de rolamentos/graus de liberdade disponíveis e também da capacidade de os materiais componentes em minimizarem as tensões por torção e as tensões por flexão em direcções criticas. Na máquina paralela cinemática divulgada, cada junta universal montada na base requer superfícies maquinadas na base, superfícies essas que exigem elevadas tolerâncias para que a máquina ganhe a rigidez requerida. Assim, é muito difícil fabricar uma base fundida para uma tal máquina quando se trata de tolerâncias necessárias para a máquina. A base de máquina conhecida é também proporcionada com um furo central através do qual têm de passar os cabos, furo esse que também enfraquece uma tal base.

OBJECTO DO INVENTO

Um objecto do presente invento consiste em proporcionar uma máquina paralela cinemática com peso reduzido. 2 ΕΡ2582495Β1

Um outro objecto consiste em proporcionar uma máquina paralela cinemática que também tem um custo mais eficaz do que o das máquinas conhecidas anteriormente.

Um outro objecto é também fazer uma máquina mais fácil de construir.

Um objecto do presente invento consiste também em proporcionar uma máquina paralela cinemática tendo uma riqidez qlobal maior, o que, por seu turno, possibilita o ganho de maiores tolerâncias na maquinagem do que nas máquinas da arte anterior.

Um objecto do presente invento consiste em proporcionar um suporte de cardã de uma máquina paralela cinemática cuja rigidez e, com ela, a sua precisão desejada, seja aumentada em comparação com a das máquinas paralelas cinemáticas conhecidas anteriormente. Isto é conseguido em combinação com uma construção simples que contribui para custos de fabrico relativamente baixos.

Um outro objecto consiste também em ligar um suporte de cardã de um primeiro dispositivo de regulação ao suporte de carda de um terceiro dispositivo de regulação, para evitar a torção individual destes dispositivos de regulação durante a operação, resultando numa rigidez substancialmente maior.

Um outro objecto consiste em proporcionar um tal suporte de cardã que seja mais leve e, com isso, contribua para se 3 ΕΡ2582495Β1 conseguir uma construção simples e de custos de fabrico relativamente baixos.

Em conjunto, um outro objecto consiste em proporcionar suportes de cardã de uma tal máquina paralela cinemática que sejam adaptados aos requisitos de montagem de um utilizador final.

DIVULGAÇÃO DO INVENTO

Estes objectos são atingidos por meio do presente invento tal como definido na reivindicação independente anexa. Outras formas de realização adequadas do invento serão evidentes a partir das reivindicações dependentes anexas. 0 invento refere-se a uma máquina paralela cinemática que inclui três dispositivos de regulação que podem ser alongados e encurtados individualmente para deslocar uma cabeça de posicionamento, fixada a uma extremidade de cada um dos dispositivos de regulação, dentro de um intervalo de funcionamento, em que cada dispositivo de regulação está ligado a um respectivo primeiro, segundo ou terceiro anel de cardã interior de juntas de cardã universais. Cada anel de cardã interior está montado em rolamentos para rotação em suportes de cardã que estão montados de forma rotativa em rolamentos de cardã exteriores num suporte exterior. 0 primeiro anel de cardã interior e o terceiro de anel de cardã interior estão montados de forma rotativa num suporte de cardã exterior comum que está montado para rotação em torno de um eixo de cardã comum e o segundo anel de cardã interior está montado num suporte de 4 ΕΡ2582495Β1 cardã único que está montado em dois rolamentos opostos para rotação em torno de um segundo eixo de cardã que não está alinhado com o referido eixo de cardã comum. 0 suporte exterior é divulgado na descrição e em conjunto com as suas figuras como uma estrutura de suporte, mas esta estrutura é indicada apenas como local para rolamentos de suporte de cardã (anéis de cardã exteriores). Estes locais devem ser proporcionados pelo utilizador final da máquina e podem ser dispostos de inúmeras formas, desde que as posições dos rolamentos sejam mantidas. A cabeça de posicionamento é móvel dentro de um intervalo de funcionamento em resposta à manobragem dos dispositivos de regulação.

Numa forma de realização do invento, cada dispositivo de regulação numa extremidade está ligado a uma cabeça de posicionamento através de uma primeira junta. A máquina é proporcionada pelo menos com duas vigas de reforço que estão ligadas, cada uma, à cabeça de posicionamento através da referida primeira junta, em que cada uma tem apenas um grau de liberdade. Cada viga de reforço está adaptada para deslizar longitudinalmente num suporte de viga nas referidas juntas de cardã universais respectivas, quando um ou mais dos dispositivos de regulação são aumentados ou encurtados. Cada rolamento de viga está ligado a um suporte de cardã e o rolamento de viga de pelo menos uma viga de reforço é rotativa em torno de um eixo que se estende paralelamente ao eixo longitudinal da referida viga de reforço. 0 primeiro anel de cardã interior e o terceiro anel de cardã interior estão montados de forma rotativa em torno de eixos paralelos no suporte de cardã respectivo. 5 ΕΡ2582495Β1

Numa forma de realização do invento, o referido segundo eixo de cardã está orientado aproximadamente de modo paralelo ao referido eixo de cardã comum.

Numa forma de realização do invento, o referido eixo de cardã único do suporte de cardã único está orientado aproximadamente de modo perpendicular ao referido eixo de cardã comum e pelo menos um dos referidos rolamentos do suporte de cardã único está localizado no suporte exterior.

Numa forma de realização do invento, ambos os rolamentos do suporte de cardã único estão localizados no suporte exterior.

Numa forma de realização do invento, um rolamento do suporte de cardã único está localizado no suporte exterior e o outro rolamento do suporte de cardã único está localizado no suporte de cardã comum no local entre os rolamentos do primeiro anel de cardã interior e os rolamentos do terceiro anel de cardã interior.

Numa forma de realização do invento, o outro dos referidos rolamentos do suporte de rolamento único é proporcionado como um rolamento esférico no suporte de cardã comum.

Numa forma de realização do invento, o outro dos referidos rolamentos do suporte de cardã único é proporcionado como um rolamento de junta universal tendo um suporte de rolamento interior e um suporte do rolamento exterior no suporte de cardã exterior comum, para que o suporte de cardã único seja montado 6 ΕΡ2582495Β1 no suporte de carda comum com dois graus de liberdade entre os referidos suportes de rolamento.

Numa forma de realização do invento, cada viga de reforço tem, numa primeira direcção, uma rigidez à flexão que é consideravelmente superior à sua rigidez à flexão numa direcção perpendicular à referida primeira direcção.

Numa forma de realização do invento, cada viga de reforço tem uma forma em secção transversal geralmente rectangular.

As formas de realização detalhadas abaixo descritas incluem três dispositivos de regulação, cada um dos quais está ligado à sua viga de reforço respectiva, em que a segunda viga de reforço pode rodar ligeiramente em torno do seu eixo longitudinal. No âmbito do presente invento também podem ser reconhecidas formas de realização nas quais o segundo dispositivo de regulação é proporcionado com uma viga de reforço adicional.

Como será evidente a partir das formas de realização ilustradas, à primeira junta é dado apenas um grau de liberdade, conferindo assim à máquina a sua rigidez.

Cada viga de reforço está adaptada para apresentar, numa primeira direcção, uma resistência à flexão que excede bastante a sua resistência à flexão numa direcção perpendicular à primeira direcção. Isto permite que a viga de reforço tenha uma forma em secção transversal geralmente rectangular, ou uma forma elíptica, em secção transversal. Deverá entender-se, no 7 ΕΡ2582495Β1 entanto, que são concebíveis outros formatos em secção transversal no âmbito do invento, tal como vigas em I, por exemplo. A viga de reforço será feita, de preferência, num material compósito reforçado com fibras de carbono. A máquina de acordo com a forma de realização ilustrada em detalhe inclui três dispositivos de regulação, cada um dos quais está ligado permanentemente a uma viga de reforço na referida primeira junta. Tal como acima indicado, um dos dispositivos de regulação pode também ser proporcionado com uma viga de reforço adicional com a intenção de se obter genericamente a mesma rigidez em todas as direcções, tal como divulgado na referência à arte anterior. Tal como acima indicado, a máquina pode ser concebivelmente proporcionada apenas com duas vigas de reforço posicionadas em ângulo recto uma com a outra. 0 rolamento de viga de pelo menos uma viga de reforço é ligeiramente rotativo em torno do seu eixo longitudinal ou em torno de um eixo no seu suporte de cardã paralelo com o seu referido próprio eixo longitudinal.

Cada dispositivo de regulação da forma de realização ilustrada é constituído por um mecanismo de porca e parafuso, cuja porca está permanentemente ligada ao elemento giroscópico interior. Deverá entender-se, no entanto, que no âmbito do invento são totalmente concebíveis outras concepções de máquina tendo outros tipos dispositivos de regulação. Por exemplo, podem ser usados motores lineares como dispositivos de regulação, em vez do mecanismo de porca e parafuso ilustrado. Um tal motor linear pode mesmo consistir na viga de reforço ou compreender uma parte da mesma. 8 ΕΡ2582495Β1

Cada viga de reforço pode incluir pelo menos um primeiro elemento deslizante que se prolonga longitudinalmente, por exemplo, uma barras deslizante em aço que pode ser colada e firmemente aparafusada à viga, estando o referido primeiro elemento deslizante ligado em forma de travamento, mas deslizável em relação a um segundo elemento deslizante, por exemplo, uma calha guia, que está ligada à porca, quer directa quer indirectamente, através de um rolamento intermédio. No caso em que o segundo elemento deslizante está ligado indirectamente à porca através de um rolamento intermédio, o segundo elemento deslizante é guiado relativamente à porca através do seu formato, em virtude de se poder inclinar em torno do dispositivo de regulação. 0 parafuso ou a porca são accionados de forma rotativa por um motor do dispositivo de regulação. Quando é o parafuso que é accionado pelo motor, o motor está ligado a uma extremidade do parafuso, enquanto a outra extremidade do referido parafuso é suportada por um rolamento de suporte. No caso da forma de realização ilustrada em detalhe, o motor do dispositivo de regulação está montado num suporte de motor, uma extremidade do qual é proporcionada com uma parte da referida primeira junta e que também inclui superfícies de ligação de encontro às quais uma ou mais vigas de reforço serão presas. Em alternativa, o suporte de motor que suporta o motor do dispositivo de regulação pode ser montado na outra extremidade do parafuso em relação ao que está ilustrado, com a extremidade "livre de motor" do parafuso ligada à primeira junta, neste caso. Quando é a porca que é accionada pelo motor, o accionamento pode ser efectuado, por exemplo, através de um accionamento por correia 9 ΕΡ2582495Β1 ou semelhante, para que a relação entre o dispositivo de regulação e o motor possa ser rapidamente alterada.

Duas das primeiras juntas na cabeça de posicionamento incluem eixos de junta mutuamente paralelos enquanto a terceira das referidas primeiras juntas na referida cabeça de posicionamento inclui um eixo de junta que se estende perpendicularmente aos outros dois. Além disso, o eixo giroscópico interior da junta universal de cada dispositivo de regulação é paralelo ao eixo da junta da primeira junta do dispositivo de regulação, em relação às juntas que não permitem inclinação, isto é, rotação da viga de reforço em torno de um eixo paralelo com o seu próprio eixo longitudinal simétrico na junta. A forma de realização ilustrada em detalhe prevê uma máquina paralela cinemática cujas juntas universais incluem duas juntas, cada uma das quais tendo dois graus de liberdade, e uma junta que tem três graus de liberdade, e apenas um grau de liberdade em relação a cada um dos rolamentos rotativos da viga, isto é, na cabeça de posicionamento.

Deverá entender-se que o número de vigas de reforço proporcionadas e as suas dimensões em secção transversal podem ser alteradas de acordo com o invento. Deverá também entender-se que o número de graus de liberdade da primeira junta, isto é, a junta do dispositivo de regulação em relação à cabeça de funcionamento, pode ser alterado desde que o rolamento rotativo da viga não seja comum com a primeira junta. 10 ΕΡ2582495Β1

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS 0 invento será agora descrito em mais detalhe com referência a uma sua forma de realização exemplificativa ilustrada nos desenhos anexos, em que:

Figura 1 - ilustra uma máquina paralela cinemática de acordo com a arte anterior indicada; Figura 2 - ilustra uma máquina paralela cinemática de acordo com uma primeira forma de realização do invento; Figura 3 - ilustra uma máquina paralela cinemática de acordo com uma segunda forma de realização do invento; Figura 4 - ilustra uma máquina paralela cinemática de acordo com uma terceira forma de realização do invento; Figura 5 - ilustra os suportes de cardã da máquina, de acordo com a primeira forma de realizaçao divulgada na figura 2; Figura 6 - ilustra os suportes de cardã da máquina, de acordo com a segunda forma de realização divulgada na figura 3; Figura 7 - ilustra os suportes de carda da máquina, de acordo com a terceira forma de realização divulgada na figura 4; 11 ΕΡ2582495Β1

Figura 8 - é uma vista lateral da estrutura de suporte dos cardas da primeira forma de realização divulgada na figura 2;

Figura 9 - ilustra o corte A-A na figura 8;

Figura 10 - é uma vista lateral da estrutura de suporte dos cardas da segunda forma de realização divulgada na figura 3;

Figura 11 - ilustra o corte B-B na figura 10;

Figura 12 - é uma vista lateral da estrutura de suporte das juntas da terceira forma de realização divulgada na figura 4;

Figura 13 - ilustra o corte C-C na figura 12;

Figura 14 - é uma vista lateral da estrutura de suporte dos cardãs de uma estrutura de suporte de cardãs alternativa da terceira forma de realização divulgada na figura 4;

Figura 15 - ilustra o corte D-D da estrutura de suporte de cardãs alternativa da figura 14.

DESCRIÇÃO DO INVENTO

Para poder descrever mais claramente o presente invento, a figura 1 descreverá uma máquina da arte anterior, e o presente 12 ΕΡ2582495Β1 invento desenvolveu-se a partir de uma tal máquina. Assim, para um entendimento básico da máquina de acordo com o presente invento, é feita referência a esta máquina da arte anterior. A terminologia usada quando se descreve esta máquina da arte anterior é ligeiramente diferente da usada quando se descrevem as formas de realização de acordo com o presente invento. Além disso, esta máquina da arte anterior contém vários componentes correspondentes que também estão presentes nas forma de realização do presente invento, como se pode ver a partir das figuras anexas. A figura 1 ilustra uma máquina paralela cinemática 1 da arte anterior. A máquina inclui uma base 2 na qual estão montadas três juntas universais separadas 3.1, 3.2, 3.3 em três aberturas atravessantes correspondentes na base. Estendendo-se através de cada junta universal existe um dispositivo de regulação 4.1, 4.2, 4.3 e uma ou duas vigas de reforço 5.1, 5.2.1, 5.2.2, 5.3. Quando a junta universal que se refere ao dispositivo de regulação não é coincidente com a junta universal que se refere à viga de reforço, a junta universal da viga de reforço chamada a junta universal da viga é referenciada como BUI, BU2, BU3. 0 dispositivo de regulação tem a forma de um mecanismo de porca e parafuso, cuja porca está ligada de forma rígida à junta universal. 0 parafuso do dispositivo de regulação é accionado por um motor de regulação 6.1, 6.2, 6.3, montado num suporte de motor 7.1, 7.2, 7.3 que, por seu turno, é proporcionado na sua extremidade com uma peça 8 de uma primeira junta que co-actua com a outra peça 9 da junta para rotação em torno de um primeiro eixo de junta 10. A outra parte 9 da primeira junta está ligada rigidamente a uma 13 ΕΡ2582495Β1 cabeça de posicionamento 11. A primeira junta 8, 9, 10 da forma de realização da figura 1 funciona assim como um rolamento rotativo da viga 100.3 em relação à terceira viga de reforço 5.3 e actua, neste caso, como uma articulação que só tem um grau de liberdade. Outros suportes de motor 7.1, 7.2 estão ligados correspondentemente à cabeça de posicionamento através de um rolamento rotativo individual de viga 100.1, 100.2. A cabeça de posicionamento é depois ligada tipicamente a uma cabeça de manobragem 12, a uma cabeça de ferramenta 13 e a meios de fixação de ferramenta 14 para movimento de uma ferramenta dentro do intervalo de funcionamento da máquina. O suporte de motor 7.1, 7.2, 7.3 também inclui em dois lados opostos superfícies de ligação 15 às quais as vigas de reforço 5.1, 5.2.1, 5.2.2, 5.3 são presas. Como também se verá na figura 1, a base é proporcionada com uma janela 16 para a acomodação de cabos e semelhantes.

Cada viga de reforço 5.1, 5.2, 5.3 está disposta para movimento deslizante transversal num rolamento de viga 17.1, 17.2.1, 17.2.2, 17.3 na base 2 quando se alonga ou diminui o dispositivo de regulação 4.1, 4.2, 4.3. O rolamento de viga 17.1, 17.2.1, 17.2.2, 17.3 de acordo com a forma de realização da figura 1 está disposto na junta universal de viga BUI, BU2. BU3 que coincide com as juntas universais 3.1, 3.2, 3.3 dos dispositivos de regulação respectivos.

Como se poderá ver na figura 1, um dos dispositivos de regulação, o segundo dispositivo de regulação 4.2, inclui duas vigas de reforço 5.2.1, 5.2.2, que são colocadas num lado respectivo do dispositivo de regulação ligado às referidas 14 ΕΡ2582495Β1 vigas, e orientado geralmente num ângulo recto com as duas restantes vigas de reforço 5.1, 5.3 nos outros dois dispositivos de regulação 4.1, 4.3. Como resultado desta duplicação da viga de reforço, todas as vigas de reforço da máquina podem ter as mesmas dimensões, recebendo forças de magnitudes iguais. A figura 2 mostra uma primeira forma de realização do invento; uma máquina paralela cinemática 20 que inclui três dispositivos de regulação 24.1, 24.2, 24.3, cada um com um motor e um mecanismo de porca e parafuso que coopera com partes de cardã interiores de uma junta da cardã universal na máquina. Os dispositivos de regulação podem ser alongados e encurtados individualmente. Cada dispositivo de regulação 24.1, 24.2, 24.3 está ligado, numa extremidade, a uma cabeça de posicionamento 211 através de uma primeira junta 200.1, 200.2, 200.3, em que cada dispositivo de regulação 24.1, 24.2, 24.3 está ligado a um respectivo primeiro, segundo, ou terceiro anel de cardã interior 23.1, 23.2, 23.3 de juntas de cardã universais UGJ. Cada anel de cardã interior 23.1, 23.2, 23.3 está montado em rolamentos 25, 26, 27 para rotação em suportes de cardã 21, 22 que estão montados de forma rotativa noutros rolamentos de cardã 28, 29 num suporte exterior 290. O termo "rolamento" é usado seguidamente, quer para o próprio rolamento, quer para a sede do rolamento. A cabeça de posicionamento 211 é móvel dentro de um intervalo de funcionamento em resposta à manobragem dos dispositivos de regulação 24.1, 24.2, 24.3. Pelo menos duas vigas de reforço 25.1, 25.2, 25.3 estão ligadas, cada uma, à cabeça de posicionamento 211 através da primeira junta respectiva 200.1, 200.2, 200.3, tendo cada uma apenas um 15 ΕΡ2582495Β1 grau de liberdade. Cada viga de reforço 25.1, 25.2, 25.3 está adaptada para deslizar longitudinalmente num rolamento de viga nas referidas juntas de cardã universais UGJ respectivas, quando um ou mais dos dispositivos de regulação 24.1, 24.2, 24.3 são alongados ou encurtados. Cada rolamento de viga está ligado a um suporte de carga 21, 22 e o rolamento de viga de pelo menos uma viga de reforço 25.2 é rotativa em torno de um eixo que se estende paralelamente ao eixo longitudinal da referida viga de reforço 25.2. 0 primeiro anel de cardã interior 23.1 e o terceiro anel de cardã 23.3 estão montados de forma rotativa em torno de eixos paralelos num e no mesmo suporte de cardã 21. Assim, no presente invento os anteriores anéis de cardã exteriores dos primeiro e terceiro dispositivos de regulação e a primeira e terceira viga de reforço estão ligados num suporte de cardã comum 21 que está montado para rotação em torno de um eixo de cardã comum num rolamento de cardã comum 28. 0 segundo anel de cardã interior 23.2 está proporcionado para rotação num suporte de cardã único 22 que está montado em dois rolamentos de cardã interiores opostos 29 para rotação em torno de um segundo eixo de cardã que não está alinhado com o referido eixo de cardã comum. Pelo contrário, na forma de realização divulgada na figura 2, o eixo de cardã dos suportes de cardã 21, 22 são paralelos ou aproximadamente paralelos entre si, e estendem-se através dos rolamentos de cardã exteriores 28, 29. A figura 3 ilustra uma segunda forma de realização do invento no qual a máquina paralela cinemática 30 compreende partes correspondentes tal como está descrito na figura 2, excepto pelo facto de a orientação do segundo eixo de cardã 31 16 ΕΡ2582495Β1 dos rolamentos de cardã exteriores 39' do suporte de cardã único 22 ser perpendicular ou aproximadamente perpendicular ao eixo de cardã comum 32 do rolamento de cardã exterior 28 do suporte de cardã comum 21. Como se pode ver na figura 3, o suporte exterior 390 desta segunda forma de realização será ligeiramente rearranjado devido à diferente orientação do segundo eixo de cardã 31 pelo facto de uma parte extra 391 do suporte exterior ser requerida para um dos rolamentos de cardã exteriores 39' no segundo eixo de cardã 31. A figura 4 ilustra uma terceira forma de realização do invento, na qual a máquina paralela cinemática 40 compreende partes correspondentes como está descrito na figura 2, excepto quanto ao facto de a orientação do segundo eixo de cardã 31 dos rolamentos de cardã exteriores 39 ser perpendicular, ou aproximadamente perpendicular, ao eixo de cardã comum 32 do rolamento de cardã exterior 28 do suporte de cardã comum 21. Nesta terceira de realização vista na figura 4, o primeiro rolamento de cardã exterior 39' do suporte de cardã único 22 está montado no suporte exterior 490, enquanto o rolamento de cardã exterior 49 está montado no suporte de cardã comum 21.

Como se pode ver nas figuras, as primeira e segunda formas de realização exigem quatro suportes externos num suporte exterior, e a terceira forma de realização requer apenas três suportes externos num suporte exterior. A figura 5 mostra os dois suportes de cardã da primeira forma de realização da figura 2, o suporte de cardã comum 21 e o suporte de cardã único 22. Como foi indicado na figura 2, o 17 ΕΡ2582495Β1 suporte de cardã comum 21 é proporcionado com um primeiro rolamento de cardã exterior 28' e um segundo rolamento de carda exterior 28" a serem fixos a suportes externos, por exemplo numa estrutura de suporte exterior tal como divulgado previamente. 0 suporte de cardã comum 21 é também proporcionado com os primeiro e segundo rolamentos respectivos 25', 25", 27', 27" nos guais os anéis de cardã interiores para os dispositivos de montagem e as suas vigas de reforço são montados. Também o suporte de cardã único 22 é proporcionado com um primeiro rolamento de cardã exterior 29' e um segundo rolamento de cardã exterior 29' gue pode ser fixo a um suporte exterior, tal como está descrito. 0 eixo de rotação 51 do suporte de cardã único 22 é paralelo, ou aproximadamente paralelo, ao eixo de rotação 52 do suporte de cardã comum 21, como também está divulgado na figura 2. 0 suporte de cardã único 22 é também proporcionado com primeiro e segundo rolamentos 26', 26" para o anel de cardã interior do segundo dispositivo de regulação e da sua viga de reforço. Como se pode ver, quer na figura 2 quer na figura 5, os rolamentos 25', 25", 26', 26", 27', 27" para os anéis de cardã interiores são perpendiculares aos rolamentos de cardã exteriores 28', 28", 29', 29", de modo a formar uma junta universal. A figura 6 mostra os dois suportes de cardã 21, 22 da segunda forma de realização na figura 3. Nesta forma de realização, os rolamentos interiores para os anéis de carda interiores estão localizados nos suportes de cardã da mesma forma que descrito na figura 5, mas a orientação do eixo de rotação 31 do suporte de cardã único 2 é perpendicular, ou 18 ΕΡ2582495Β1 aproximadamente perpendicular, ao eixo de rotaçao 32 do suporte de cardã comum 21, como também está ilustrado na figura 3. A figura 7 mostra os dois suportes de cardã 21, 22 da terceira forma de realização divulgada na figura 4. Também nesta forma de realização, os rolamentos interiores para os anéis de cardã interiores estão localizados nos suportes de cardã tal como está descrito na figura 5, com a orientação do eixo de rotação 31 do suporte de cardã único 22 sendo perpendicular, ou aproximadamente perpendicular, ao eixo de rotação 32 do suporte de cardã comum 21, tal como na figura 6, e também divulgado na figura 4. No entanto, como se divulga na figura 4, o segundo rolamento de cardã exterior 49 do suporte de cardã único 22 está montado no suporte de cardã comum 21 entre, e a igual distância, dos rolamentos 25, 27 dos anéis de cardã interiores do suporte de cardã 21. A figura 8 é uma vista lateral da estrutura de suporte 290 em conjunto com o seu suporte de cardã comum 21 e o seu suporte de cardã único 22 da primeira forma de realização na figura 2. A figura 9 mostra um corte A-A através da estrutura 290 e dos suportes de cardã 21, 22, tal como indicado na figura 8. Neste corte pode ver-se claramente que o eixo de rotação 52 do suporte de cardã comum 21 é paralelo, ou aproximadamente paralelo, ao eixo de rotação 51 do suporte de cardã único 22. Também são divulgados os rolamentos 25' , 25", 27', 27" para os anéis de cardã interiores do suporte de cardã comum 21, e os rolamentos 26', 26" para o anel de cardã interior do suporte de cardã único 22. O primeiro rolamento de cardã exterior 28' e o 19 ΕΡ2582495Β1 segundo rolamento de cardã exterior 28" do suporte de cardã comum, e os primeiro e segundo rolamentos de cardã exteriores opostos 29', 29" do suporte de cardã únicos estão também divulgados na figura 9. A figura 10 é uma vista lateral da estrutura de suporte 390 em conjunto com o seu suporte de cardã comum 21 e o seu suporte de cardã único 22 da segunda forma de realização na figura 3. A figura 11 ilustra um corte B-B através da estrutura de suporte 390 e suportes de cardã 21, 22, tal como indicado na figura 10. Nesta secção pode ver-se claramente que o eixo de rotação 32 do suporte de cardã comum 21 é perpendicular ou aproximadamente perpendicular ao eixo de rotação 31 do suporte de cardã único 22. Também estão divulgados os rolamentos 25', 25", 27', 27" para os anéis de cardã interiores do suporte de cardã comum 21 e os rolamentos 26', 26" para o anel de cardã interior do suporte de cardã único 22. O primeiro rolamento de cardã exterior 28' e o segundo rolamento de cardã exterior 28" do suporte de cardã comum e os primeiro e segundo rolamentos de cardã exteriores opostos 39' , 39" do suporte de cardã único também estão divulgados na figura 11. Ambos estes dois rolamentos de cardã exteriores 39' , 39" estão localizados na estrutura de suporte 390. A figura 12 é uma vista lateral da estrutura de suporte 490 em conjunto com o seu suporte de cardã comum 21 e o seu suporte de cardã único 22 de um primeiro arranjo alternativo da terceira forma de realização na figura 4. 20 ΕΡ2582495Β1 A figura 13 ilustra um corte C-C através da estrutura de suporte 490 e suportes de cardã 21, 22, tal como indicado na figura 12. Nesta secção pode ver-se claramente que o eixo de rotação 32 do suporte de cardã comum 21 é perpendicular, ou aproximadamente perpendicular, ao eixo de rotação 31 do suporte de cardã único 22. Estão também divulgados os suportes correspondentes 25', 25", 27', 27" para os anéis de cardã interiores do suporte de cardã comum 21, e os rolamentos 26', 26" para o anel de cardã interior do suporte de cardã único 22. O primeiro rolamento de cardã exterior 28' e o segundo rolamento de cardã exterior 28" do suporte de cardã comum, e os primeiro e segundo rolamentos de cardã exteriores opostos 39' , 49' do suporte de cardã único estão também divulgados na figura 13. O primeiro destes dois rolamentos de cardã exteriores 39' está localizado na estrutura de suporte 490, e o segundo destes dois rolamentos de cardã exteriores 49' está localizado no suporte de cardã comum 21 entre, por um lado, os primeiros rolamentos de anel de cardã interiores 25' , 25" e, por outro lado, os segundos rolamentos de anel de cardã interiores 27' , 27". A distância entre o referido segundo rolamento de cardã exterior 49' e os primeiros rolamentos de anel de cardã interiores 25', 25" é igual à distância entre o referido segundo rolamento de cardã exterior 49' e os segundos rolamentos de anel de cardã interiores 27', 27". 0 segundo rolamento de cardã exterior 49' é proporcionado como um rolamento esférico cuja esfera 131 está localizada no suporte de cardã único 22, enquanto uma sede 132 para a esfera 131 está localizada no suporte de cardã comum 21. A esfera 131 está fixa na sede 132 através de um anel de travamento 133. 21 ΕΡ2582495Β1 A figura 14 é uma vista lateral da estrutura de suporte 490 em conjunto com o seu suporte de cardã comum 21 e o seu suporte de cardã único 22 de um segundo arranjo alternativo da terceira forma de realização na figura 4. A figura 15 é um corte D - D através da estrutura de suporte 490 e suportes de cardã 21, 22, tal como está indicado na figura 14. Neste corte pode ver-se gue o eixo de rotação 32 do suporte de cardã comum 21 é perpendicular, ou aproximadamente perpendicular, ao eixo de rotação 31 do suporte de cardã único 22. Estão também divulgados os rolamentos correspondentes 25', 25", 27' , 27" para os anéis de cardã interiores do suporte de cardã comum 21, e os rolamentos 26', 26" para o anel de cardã interior do suporte de cardã único 22. 0 primeiro rolamento de cardã exterior 28' e o segundo rolamento de cardã exterior 28" do suporte de cardã comum, e os primeiro e segundo rolamentos de cardã exteriores opostos 39', 49" do suporte de cardã único estão também divulgados na figura 15. 0 primeiro destes dois rolamentos de cardã exteriores 39' está localizado na estrutura de suporte 490, e o segundo destes dois rolamentos de cardã exteriores 49" está localizado no suporte de cardã comum 21, entre, por um lado, os primeiros rolamentos de anel de cardã interiores 25', 25" e, por outro lado, os segundos rolamentos de anel de cardã interiores 27', 27". A distância entre o referido segundo rolamento de cardã exterior 49" e os primeiros rolamentos de anel de cardã interior 25', 25" é igual á distância entre o referido segundo rolamento de cardã exterior 49" e os segundos rolamentos de anel de cardã interiores 27', 27". 22 ΕΡ2582495Β1 0 segundo rolamento de cardã exterior 49" é proporcionado como um rolamento de junta universal tendo um rolamento de junta exterior 151 montado de forma fixa no suporte de cardã comum 21 e um rolamento de junta interior 152 montado de forma rotativa em torno do eixo de rotação 32 no rolamento de junta exterior 151. Neste rolamento de junta interior 152, o suporte de cardã único 22 está montado para rotação em torno do seu eixo de rotação 31. Assim, o rolamento de junta universal proporciona movimento independente do suporte de cardã comum 21 em torno do seu eixo de rotação 32, e um movimento independente do suporte de cardã único 22 em torno do seu eixo de rotação 31 enquanto estes suportes de cardã estiverem ainda ligados um ao outro.

Em todas as formas de realização descritas deve entender-se que os anéis de cardã interiores devem ser montados de forma rotativa em cada um dos suportes de cardã, cujos anéis de cardã estão concebidos para suportarem e guiarem internamente cada um dos movimentos dos dispositivos de regulação e as vigas de reforço, por exemplo de acordo com as juntas universais separadas 3.1, 3.2, 3.3 divulgadas na máquina paralela cinemática da arte anterior. Deve também entender-se que cada um dos eixos de rotação dos anéis de cardã interiores é perpendicular ao eixo de rotação respectivo dos suportes de cardã respectivos e está também localizado no mesmo plano respectivo.

Lisboa, 7 de Novembro de 2014 23

Claims

ΕΡ2582495Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Máquina paralela cinemática (20, 30, 40) que inclui três dispositivos de regulação (24.1, 24.2, 24.3), cada um dos quais pode ser alongado e encurtado individualmente para deslocar uma cabeça de posicionamento (211) , fixada a uma extremidade de cada um dos dispositivos de regulação, dentro de um intervalo de funcionamento, estando cada dispositivo de regulação (24.1, 24.2, 24.3) ligado a um respectivo primeiro, segundo ou terceiro anel de cardã interior (23.1, 23.2, 23.3) de juntas de cardã universais (UGJ) e cada anel de cardã interior (23.1, 23.2, 23.3) estando montado em rolamentos (25, 26, 27) para a rotação em elementos de rotação de cardã (21, 22) que são montados rotativamente em rolamentos de cardã exteriores (28, 29, 30) num suporte exterior (290, 390, 490), caracterizado por o primeiro anel de cardã exterior (290, 390, 490) caracterizada por o primeiro anel de cardã interior (23.1) e o terceiro anel de cardã interior (23.3) serem montados para rotação num elemento de suporte de cardã exterior (21) que é montado para rotação em torno de um eixo de cardã comum (32, 52) e por o segundo anel de cardã interior (23.2) estar montado para rotação num elemento de suporte de cardã único (22) que está montado em dois rolamentos opostos (29', 2 9" ; 39', 39"; 39 r r 49' ; 39' , 49") para rotaçao em torno de um segundo eixo de cardã (31, 51) que não está alinhado com o referido eixo de cardã comum (32, 52) .
2. Máquina paralela cinemática de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por cada dispositivo de regulação (24.1, 24.2, 24.3) estar ligado numa extremidade a uma cabeça de 1 ΕΡ2582495Β1 posicionamento (211) via uma primeira junta (200.1, 200.2, 200.3) e por pelo menos duas vigas de reforço (25.1, 25.2, 25.3) que estão ligadas cada uma à cabeça de posicionamento (211) via a referida primeira junta (200.1, 200.2, 200.3), cada uma tendo unicamente um grau de liberdade, em que cada viga de reforço (25.1, 25.2, 25.3) está adaptada para deslizar longitudinalmente num rolamento de viga nas referidas juntas de cardã universais (UGJ) respectivas quando um ou mais dos dispositivo de regulação (24.1, 24.2, 24.3) são alongados ou encurtados, estando cada rolamento de viga ligado a um elemento de suporte de cardã (21, 22) e em que o rolamento de viga de pelo menos uma viga de reforço (25.2) é rotativo em torno de um eixo que se estende paralelamente ao eixo longitudinal da referida viga de reforço (25.2) e por o primeiro anel de cardã interior (23.1) e o terceiro anel de cardã interior (23.3) estarem montados rotativamente em torno de um eixo paralelo no elemento de suporte de cardã respectivo.
3. Máquina paralela cinemática de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 2, caracterizada por o referido segundo eixo de cardã (51) estar orientado paralelamente ou aproximadamente de modo paralelo ao referido eixo de cardã comum (32, 52).
4. Máquina paralela cinemática de acordo com qualquer das reivindicações 1 e 2, caracterizada por o referido segundo eixo de carda (31) do elemento de suporte de cardã único (22) estar orientado perpendicularmente ou aproximadamente de modo perpendicular ao referido eixo de cardã comum (32, 52) e por pelo menos um dos referidos rolamentos (29, 39) do elemento de 2 ΕΡ2582495Β1 suporte de carda único (22) estar situado no suporte exterior (290, 390, 391, 490).
5. Máquina paralela cinemática de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por os dois rolamentos (29', 29", 39', 39") do elemento de suporte de cardã exterior único estarem situados no suporte exterior (290, 390, 391, 490).
6. Máquina paralela cinemática de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por um rolamento (39') do elemento de suporte de cardã exterior único (22) estar situado no suporte exterior (490) e por o outro rolamento (49', 49") do elemento de suporte de cardã único (22) estar situado num elemento de suporte de cardã único (21) num local entre os rolamentos (25) do primeiro anel de cardã interior (23.1) e os rolamentos (27) do terceiro anel de cardã interior (23.3).
7. Máquina paralela cinemática de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por o referido outro rolamento (49') do elemento de suporte de cardã único (22) ser previsto como um rolamento esférico no elemento de suporte de cardã comum.
8. Máquina paralela cinemática de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por o referido outro rolamento (49") do elemento de suporte de cardã único (22) ser previsto como rolamento de junta universal tendo um rolamento de junta interior (152) e um rolamento de junta exterior (151) no elemento de suporte de cardã comum (21) de tal forma que o elemento de suporte de cardã único (22) seja montado no 3 ΕΡ2582495Β1 elemento de suporte de cardã comum (21) com dois graus de liberdade entre os referidos elementos de suporte (21, 22) .
9. Máquina paralela cinemática de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 8, caracterizada por cada viga de reforço (25.1, 25.2, 25.3) apresentar numa primeira direcção uma rigidez à flexão que é consideravelmente superior à sua rigidez à flexão numa direcção perpendicular à referida primeira direcção.
10. Máquina paralela cinemática de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por cada viga de reforço (25.1, 25.2, 25.3) apresentar uma forma em secção transversal geralmente rectangular. Lisboa, 7 de Novembro de 2014 4