ES2224536T3 - Maquina herramienta. - Google Patents

Maquina herramienta.

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ES2224536T3 ES99124804T ES99124804T ES2224536T3 ES 2224536 T3 ES2224536 T3 ES 2224536T3 ES 99124804 T ES99124804 T ES 99124804T ES 99124804 T ES99124804 T ES 99124804T ES 2224536 T3 ES2224536 T3 ES 2224536T3
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Abstract

Máquina herramienta con un husillo de mecanizado (21), un dispositivo (27) para sustituir un equipo adicional (28) en el husillo de mecanizado (21), un almacén de herramientas (23) para tener dispuestas varias herramientas y un cambiador de herramientas (34) para el transporte de la herramienta entre el almacén de herramientas (23) y una posición de entrega al husillo de mecanizado (21), caracterizada porque el cambiador de herramientas (34) comprende un sistema de pinza cuádruple (42), con dos pinzas portaherramientas (49, 50) dispuestas diametralmente opuestas entre sí, para el husillo de mecanizado (21) y dos pinzas portaherramientas adicionales (51, 52), decaladas respectivamente 90º con respecto a las anteriores, para el equipo adicional (28), y porque las pinzas portaherramientas (49, 50) y las pinzas portaherramientas adicionales (51, 52) están realizadas para sujetar portaherramientas (38) de distinto tamaño.

Description

Máquina herramienta.
La invención se refiere a una máquina herramienta con un husillo de mecanizado, un dispositivo para sustituir un equipo adicional en el husillo de mecanizado, un almacén de herramientas para tener dispueestas varias herramientas y u cambiador de herramientas que, para el transporte de la herramienta entre el almacén de herramientas y el husillo de mecanizado, contiene por lo menos una pinza de herramientas para sujetar las herramientas para el husillo de mecanizado.
En las máquinas herramientas conocidas de la clase descrita inicialmente se emplea como equipo adicional, por ejemplo, un husillo de alta velocidad o un cabezal de pulido, que según necesidad se pueden sustituir en el husillo de mecanizado. De esta manera se puede aumentar la gama de velocidades para determinadas operaciones de mecanizado y se puede ampliar el campo de utilización de la máquina herramienta. Ahora bien, para el husillo de alta velocidad u otros equipos adicionales se necesitan por lo general unos alojamientos de herramienta distintos de los del husillo de mecanizado. En las máquinas herramientas convencionales, el cambio de herramientas se realiza por lo tanto en el equipo adicional muchas veces de forma manual o mediante dispositivos cambiadores independientes. Esto o bien requiere mucho tiempo o entraña un mayor gasto en la construcción y técnica de mando.
El objetivo de la invención es el de crear una máquina herramienta de la clase descrita inicialmente que permita de forma sencilla y rápida una alimentación totalmente automática, tanto del husillo de mecanizado como de un equipo adicional intercambiable en el husillo de mecanizado, con las herramientas que se precisen en cada caso.
Este objetivo se resuelve mediante una máquina herramienta que presenta las características de la reivindicación 1.
Unas formas de realización convenientes de la invención se describen en las subreivindicaciones.
La ventaja esencial de la máquina herramienta objeto de la invención consiste en que no solamente se pueden facilitar para el mecanizado y sustituir automáticamente, mediante un cambiador de herramientas común, diferentes herramientas para el husillo de mecanizado, sino también varias herramientas para un equipo adicional de mecanizado que esté sustituido en el husillo de mecanizado. Para la sustitución automática de las herramientas en el equipo adicional no se necesitan elementos de accionamiento y mando adicionales complejos. De esta manera se puede efectuar un mecanizado completo totalmente automático sin intervenciones manuales.
El cambiador de herramientas contiene un sistema de pinza cuádruple con dos pinzas portaherramientas enfrentadas diametralmente, para sujetar las herramientas para el husillo de mecanizado y dos pinzas portaherramientas adicionales, decaladas 90º con respecto a aquellas, para la sujeción de las herramientas para el equipo adicional. Mediante un simple giro de 90º del sistema de pinza cuádruple, el cambiador de herramientas puede utilizarse por lo tanto bien como pinza doble para alimentar el husillo mecanizado o como pinza doble para alimentar el equipo adicional. Mediante las parejas de pinzas respectivamente opuestas entre sí se puede sustituir en el husillo de mecanizado y mediante un giro de 180º del sistema de pinzas, una herramienta nueva, previamente retirada del almacén de herramientas, por la herramienta empleada previamente. De esta manera se logra mediante un volumen de mando reducido un cambio rápido de herramientas, tanto en el husillo de mecanizado como también en el equipo adicional colocado en el husillo de mecanizado.
El equipo adicional puede ser, por ejemplo, un husillo de alta velocidad, un cabezal de pulido u otro equipo adicional, mediante los cuales se puede ampliar el campo de utilización de la máquina herramienta.
Las herramientas van sujetas por lo general en unos alojamientos de herramienta especiales con los conos de amarre correspondientes. Dado que los alojamientos de herramienta para el husillo de mecanizado por lo general son mayores que los de las herramientas para el equipo adicional, las correspondientes pinzas portaherramientas también tienen diferente tamaño para los respectivos alojamientos de herramienta.
En una realización de diseño sencillo, la pinza portaherramientas está situada con giro motorizado alrededor de un eje vertical, en un soporte desplazable horizontalmente en un bastidor del almacén de herramientas, mediante un accionamiento lineal. El desplazamiento horizontal del soporte y el giro de la pinza portaherramientas puede efectuarse por medio de servoaccionamientos eléctricos, hidráulicos o neumáticos.
Otras particularidades y ventajas de la invención se deducen de la siguiente descripción de ejemplos de realización ventajosos, sirviéndose de los dibujos. Las Figuras muestran:
Fig. 1: una representación esquemática de una máquina herramienta objeto de la invención;
Fig. 2: una vista lateral esquemática de una parte del almacén de herramientas con un cambiador de herramientas en la máquina herramienta de la Figura 1;
Fig. 3: una vista lateral esquemática del cambiador de herramientas de la Figura 2; y
Fig. 4: una vista en planta esquemática del cambiador de herramientas de la Figura 3.
La máquina herramienta representada en la Figura 1 comprende una bancada de máquina 1 con guías horizontales 2 sobre las cuales está dispuesto desplazable a motor en una dirección "y" un carro de mesa 3, con una mesa portapiezas 4 giratoria alrededor de un eje vertical. En la bancada de la máquina 1 está dispuesto un pórtico 5 con guías verticales 6 y 7 sobre las cuales va guiado desplazable verticalmente en dirección Z, por medio de unos husillos roscados motorizados 9 y 10, un travesaño 8. Sobre la cara anterior del travesaño 8 están previstas unas guías horizontales 11 y 12 para guiar una unidad de mecanizado 14 desplazable horizontalmente en dirección X por medio de un husillo roscado 13 de accionamiento motorizado. Tanto las guías 11 y 12 para la unidad de mecanizado 14 como las guías 6 y 7 para el travesaño 8 y las guías 2 para el carro de la mesa 3 van cubiertas respectivamente por dos chapas de recubrimiento desplazables 15, 16 y 17, para protegerlas contra la suciedad.
La unidad de mecanizado 14 guiada desplazable horizontalmente en el travesaño 8 contiene un cuerpo soporte 18 con una pared frontal 19 inclinada 45º respecto a la vertical, orientada oblicuamente hacia abajo, en la cual va montado giratorio alrededor de un eje de giro, perpendicular a la pared frontal 19, un cabezal de fresado orientable 20. En el cabezal de fresado orientable 20 se aloja un husillo de mecanizado 21, dispuesto formando 45º con respecto al eje de giro y que mediante el correspondiente giro del cabezal de fresado orientable 20 se puede orientar entre una posición de mecanizado vertical representada en la Figura 1 y una posición de mecanizado horizontal.
En un lateral de la bancada de la máquina 1 está dispuesto un almacén de herramientas 23 realizado como almacén de cadena, que comprende un bastidor 22 y una cadena de eslabones 24 motorizada que recircula por su cara superior, con un portaherramientas 25 en forma de pinza.
En la parte superior del bastidor 22 está dispuesto además un dispositivo 27 para la sujeción y sustitución de un husillo de alta velocidad 28. El dispositivo 27 comprende un brazo de pinza 30 desplazable horizontalmente sobre un brazo guía 29, donde se sujeta el husillo de alta velocidad 28 con su cono de amarre 31 que sobresale hacia arriba. Mediante el desplazamiento horizontal del brazo de pinza 30 se puede desplazar el husillo de alta velocidad 28 a una posición de cambio, debajo del husillo de mecanizado 21 desplazado a una posición de entrega. Mediante un movimiento vertical de la unidad de mecanizado 14, en dirección Z, se puede introducir entonces el husillo de alta velocidad 28 con su zona de amarre 31 en el husillo de mecanizado 21, fijándolo allí mediante el correspondiente dispositivo de amarre.
En un lateral del bastidor 22 está dispuesto además un dispositivo de cambio de herramientas 32, con un soporte acodado 33, desplazable a motor en dirección X, en el cual está dispuesto un cambiador de herramientas 34 giratorio alrededor de un eje vertical y que está representado con detalle en las Figuras 2 a 4.
Tal como se deduce especialmente de la Figura 2, en la realización representada, el soporte 33 va guiado en un carril 35 que va fijado en una sujeción 36 dispuesta lateralmente en el bastidor 32. El desplazamiento horizontal del soporte 33 tiene lugar mediante un accionamiento lineal 37, que puede estar realizado como accionamiento hidráulico, eléctrico o neumático. En el extremo anterior del soporte 33 está situado el cambiador de herramientas 34, que se puede girar alrededor de un eje vertical por medio de un accionamiento que no está representado. En la parte superior del bastidor 22 está dispuesta la cadena de eslabones 24 con los portaherramientas 25 en forma de pinza. Están realizados para la sujeción de portaherramientas 38 de diferentes tamaños para las herramientas del husillo de mecanizado 21 y las del husillo de alta velocidad 28. En los portaherramientas 38, provistos de un cono de amarre 39 que sobresale verticalmente hacia arriba, se pueden colocar las herramientas con unas dimensiones máximas indicadas por la línea de trazos 40. Sin embargo, en los portaherramientas 25 se pueden sujetar también herramientas que lleven un cono de amarre conformado directamente. La cadena de eslabones 24 es accionada por medio de un servomotor 41, a través de un sistema de transmisión adecuado o de una rueda de cadena. De acuerdo con el respectivo programa de trabajo, se pueden situar las herramientas deseadas, mediante la correspondiente activación del servomotor 41, a una posición de cambio predeterminada en la cual el cambiador de herramientas 34, con su sistema de pinza cuádruple 42, representada con mayor detalle en las Figuras 3 y 4, puede atacar la herramienta o su portaherramientas 38 mediante el correspondiente desplazamiento horizontal del soporte 33.
En la cara superior del sistema de pinza cuádruple 42 están dispuestos dos mandos de accionamiento 43 y 44 para el desbloqueo de una inmovilización de pinza que no está representada con detalle. Los mandos de accionamiento 43 y 44 se pueden accionar por medio de un elemento de accionamiento 45 en forma de cuña situado en la cara inferior de un brazo de accionamiento 46 fijado al bastidor 22 al introducir el cambiador de herramientas 34 en el almacén de herramientas 23.
Tal como está representado en la Figura 3, el cambiador de herramientas 34 comprende una columna soporte 47 de sección rectangular, sobre cuya cara superior está dispuesto el sistema de pinza cuádruple 42. En la parte inferior de la columna soporte 47 está previsto un pivote 48, mediante el cual la columna soporte 47 apoya giratoria en el soporte 33. De acuerdo con la Figura 4, el sistema de pinza cuádruple 42 comprende dos pinzas de herramienta 49 y 50, opuestas diametralmente entre sí, destinadas a la retirada y sujeción de las herramientas o portaherramientas que se pueden sustituir en el husillo de mecanizado 21. Decalados 90º respecto a las pinzas portaherramientas 49 y 50 hay otras dos pinzas portaherramientas adicionales 51 y 52, también diametralmente opuestas entre sí, que están destinadas a la retirada y sujeción de las herramientas o sus portaherramientas que se pueden sustituir en el husillo de alta velocidad 28. Dado que el husillo de alta velocidad 28 está concebido para soportar herramientas o portaherramientas, más pequeños que el husillo de mecanizado, también están dimensionadas correspondientemente más pequeñas las pinzas portaherramientas adicionales 51 y 52.
Sobre la parte superior del sistema de pinza cuádruple 42 están dispuestos los dos mandos de accionamiento 43 y 44, que al oprimirlos se suelta el enclavamiento de los brazos de pinza 53 y 54, de las pinzas portaherramientas, pretensados hacia el interior, por ejemplo, mediante muelles, para sustituir las herramientas.
Un cambio de herramientas tiene lugar en la máquina herramientas representada en la Figura 1 en la forma siguiente:
Para la sustitución de herramientas en el husillo de mecanizado 21 se desplaza el almacén de herramientas 23 de acuerdo con un programa de trabajo predeterminado, de tal manera que el portaherramientas deseado 25, con la herramienta que se precise, llegue a una posición de cambio predeterminada. Seguidamente se desplaza el soporte 33 con el cambiador de herramientas 34, desde la posición de espera representada en la figura 2 en dirección hacia el almacén de herramientas 23, hasta que la pinza portaherramientas 49, orientada hacia el almacén de herramientas, llegue a tener contacto con el portaherramientas 38. A continuación se desplaza el cambiador de herramientas 34, con la herramienta que ha sido retirada del almacén de herramientas, por medio de un desplazamiento del soporte 33 dirigido alejándose del almacén de herramientas, situándolo de tal manera debajo del husillo de mecanizado 21, que ha sido desplazado a una posición de entrega, que la pinza portaherramientas vacía 50 pueda coger la herramienta que se encuentra en el husillo de mecanizado 21. A continuación la unidad de mecanizado 14, se desplaza hacia arriba, en dirección Z, al interior del husillo mecanizado 21, después de soltar un amarre de herramientas de por sí conocido. Seguidamente el cambiador de herramientas 34 gira 180º y a continuación la herramienta nueva se sitúa debajo del husillo de mecanizado. Este se vuelve a desplazar nuevamente en dirección Z y se vuelve a activar el amarre de la herramienta. Desplazando el soporte 33 la herramienta anterior se puede depositar entonces nuevamente en el almacén de herramientas 23 y el cambiador de herramientas 34 se desplaza volviendo a su posición de espera, mediante el correspondiente desplazamiento del soporte 33.
La sustitución de las herramientas en el husillo de alta velocidad 28, previamente colocado en el husillo mecanizado 21 por medio del dispositivo 27, tiene lugar de forma similar, para lo cual se gira primeramente 90º el cambiador de herramientas 34, de manera que puedan actuar las pinzas portaherramientas adicionales 51 ó 52.
La invención no se limita a la realización descrita con detalle y representada en el dibujo. El almacén de herramientas con el dispositivo cambiador de herramientas también se puede colocar en máquinas herramientas que tengan otra forma de construcción. Además, las distintas pinzas para las herramientas del husillo de mecanizado y las herramientas del equipo adicional pueden estar dispuestas con una alineación diferente, adaptada a la respectiva forma de construcción de la máquina herramienta. En lugar de que sea giratorio el cambiador de herramientas completo se puede realizar también de manera que gire únicamente el dispositivo de pinzas cuádruple.

Claims (7)

1. Máquina herramienta con un husillo de mecanizado (21), un dispositivo (27) para sustituir un equipo adicional (28) en el husillo de mecanizado (21), un almacén de herramientas (23) para tener dispuestas varias herramientas y un cambiador de herramientas (34) para el transporte de la herramienta entre el almacén de herramientas (23) y una posición de entrega al husillo de mecanizado (21), caracterizada porque el cambiador de herramientas (34) comprende un sistema de pinza cuádruple (42), con dos pinzas portaherramientas (49, 50) dispuestas diametralmente opuestas entre sí, para el husillo de mecanizado (21) y dos pinzas portaherramientas adicionales (51, 52), decaladas respectivamente 90º con respecto a las anteriores, para el equipo adicional (28), y porque las pinzas portaherramientas (49, 50) y las pinzas portaherramientas adicionales (51, 52) están realizadas para sujetar portaherramientas (38) de distinto tamaño.
2. Máquina herramienta según la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de cinta cuádruple (42) está dispuesto en un soporte (33), desplazable horizontalmente por un bastidor (22) del almacén de herramientas, mediante un accionamiento lineal (37) con giro motorizado alrededor de un eje vertical.
3. Máquina herramienta según la reivindicación 2, caracterizada porque el cambiador de herramientas (34) apoya con giro motorizado en el soporte (33).
4. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el equipo adicional (28) es un husillo de alta velocidad.
5. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el dispositivo (27) para la sustitución del equipo adicional (28) está dispuesto sobre/en el almacén de cadena (23).
6. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el dispositivo (27) contiene un brazo portapinzas (30) desplazable a motor sobre un brazo guía (29), para amarre del equipo adicional (28).
7. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el cambiador de herramientas (34) comprende una inmovilización de pinza (43, 44) que se puede soltar.
ES99124804T 1998-12-28 1999-12-13 Maquina herramienta. Expired - Lifetime ES2224536T3 (es)

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