ES2339304T3 - Maquina herramienta. - Google Patents

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ES2339304T3 ES08021791T ES08021791T ES2339304T3 ES 2339304 T3 ES2339304 T3 ES 2339304T3 ES 08021791 T ES08021791 T ES 08021791T ES 08021791 T ES08021791 T ES 08021791T ES 2339304 T3 ES2339304 T3 ES 2339304T3
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Abstract

Máquina herramienta, con un bastidor de máquina (10, 20), con un husillo de herramienta (30) accionable de forma giratoria, con una instalación de sujeción (12) de la pieza de trabajo y con un cargador, en la que el husillo de la herramienta (30) y la instalación de sujeción (12) de la pieza de trabajo se pueden desplazar de forma controlada relativamente entre sí en un eje-X lineal y en la que el husillo de la herramienta (30) es desplazable de forma controlada con respecto al bastidor de la máquina (10, 20) en ejes-Y y Z lineales, perpendiculares al eje-X y perpendiculares entre sí y es giratorio de forma controlada alrededor de un eje-C paralelo al eje-Z, caracterizada porque el cargador presenta al menos una rueda de cargador (42, 66), que se puede posicionar de forma giratoria alrededor de un eje de giro paralelo al eje-Z, porque la rueda de cargador (42, 66) presenta soportes (58, 76), dispuestos distribuidos en la dirección circunferencial, para herramientas (60) y/o piezas de trabajo (62, 64, 78), porque al husillo de la herramienta (30) está asociada una pinza de pieza de trabajo (34), que es móvil junto con el husillo de la herramienta (30), y porque el husillo de la herramienta (30) se puede desplazar con la pinza de la pieza de trabajo (34) en los ejes Y, Z y C en la rueda de cargador (42, 66) y se puede alinear con respecto a los soportes (58, 76), de manera que opcionalmente se puede cambiar una herramienta (60) entre el husillo de la herramienta (30) y un soporte (58) de la rueda de cargador (42, 66) o se puede cambiar una pieza de trabajo (62, 64, 78) entre la pinza de la pieza de trabajo (34) y un soporte (58, 76) de la rueda de cargador (42, 66), de manera que se lleva a cabo una transferencia de la pieza de trabajo (16; 62, 64, 78) entre la pinza de la pieza de trabajo (34) y la instalación de sujeción (12) de la pieza de trabajo a través de los movimientos en los ejes X, Y, Z y C.

Description

Máquina herramienta.
La invención se refiere a una máquina herramienta de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente.
Las máquinas herramientas de este tipo, en las que el husillo de la herramienta puede ser accionado de forma giratoria, se emplean especialmente como máquinas rectificadoras y/o máquinas fresadoras. En estas máquinas herramientas, la herramienta giratoria, especialmente la herramienta rectificadora o fresadora y la pieza de trabajo a mecanizar se mueven en el llamado eje-X relativamente entre sí, de modo que, dado el caso, la pieza de trabajo puede ser girada y posicionada alrededor de un eje-A paralelo al eje-X. El husillo de la herramienta es desplazado linealmente en ejes Y y Z perpendiculares al eje-X y perpendiculares entre sí, para controlar movimientos de ajuste y movimientos de mecanización. Además, el husillo de trabajo está articulado al menos alrededor de un eje-C paralelo al eje-Z, para ajustar el ángulo de ataque de la herramienta con relación al eje-X de la pieza de trabajo a mecanizar.
Una máquina herramienta de este tipo se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE 10 2006 011 551 A1.
Además, se conoce a partir del documento DE 197 08 096 A1 una máquina herramienta, en la que el husillo de la herramienta es desplazable en los tres ejes X, Y y Z lineales perpendiculares entre sí. Una rueda de cargador, que puede ser posicionada de forma giratoria alrededor de un eje de giro, presenta en su periferia soportes para herramientas. El husillo de la herramienta se puede conducir a la rueda de cargador, para intercambiar herramientas entre los soportes de la rueda de cargador y el husillo de la herramienta. En la rueda de cargador pueden estar dispuestos, además, junto con la rueda de cargador, soportes de piezas de trabajo giratorios alrededor del mismo eje de giro, de manera que las piezas de trabajo tensadas en los soportes de las piezas de trabajo se pueden posicionar por medio del eje de giro y, tensada en estos soportes de piezas de trabajo, se pueden mecanizar a través de las herramientas tensadas en el husillo de la herramienta.
La invención tiene el cometido de desarrollar una máquina herramienta del tipo menciona do al principio, de tal manera que se consiga una flexibilidad más elevada con respecto a las herramientas a utilizar y a las piezas de trabajo a mecanizar.
Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención por medio de una máquina herramienta con las características de la reivindicación 1 de la patente.
Las formas de realización y los desarrollos ventajosos de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.
En la máquina herramienta de acuerdo con la invención, el cargador está configurado con al menos una rueda de cargador, que se puede posicionar de forma giratoria alrededor de un eje de giro. La rueda de cargador presenta soportes, que están dispuestos distribuidos en la dirección circunferencial en la rueda de cargador. En este caso, pueden estar previstos soportes para herramientas y soportes para piezas de trabajo. De acuerdo con las necesidades individuales de la aplicación, pueden estar previstos en este caso solamente soportes para herramientas, solamente soportes para piezas de trabajo o tanto soportes para herramientas como también soportes para piezas de trabajo. Al husillo de la herramienta está asociada una pinza de pieza de trabajo, de manera que el accionamiento y el control del movimiento del husillo de la herramienta se pueden utilizar al mismo tiempo también para el movimiento de la pinza de la pieza de trabajo. El husillo de la herramienta se puede desplazar de forma controlada a la rueda de cargador, para intercambiar una herramienta entre un soporte de la rueda de cargador y el husillo de la herramienta. De esta manera, es posible intercambiar diferentes herramientas para diferentes mecanizaciones sucesivas o también sustituir herramientas en caso de desgaste por herramientas nuevas. Además, las piezas de trabajo a mecanizar se pueden preparar también en el cargador. La pieza de piezas de trabajo se puede conducir a través de los mismos movimientos accionados de forma controlada a un soporte de la rueda de cargador, en el que está alojada una pieza de trabajo. Con el fin de extraer la pieza de trabajo desde el soporte. A través del movimiento controlado en los ejes lineales, se puede transportar la pieza de trabajo, retenida en la pinza de la pieza de trabajo, a la instalación de sujeción de la pieza de trabajo y se puede insertar en ésta. A la inversa, una pieza de trabajo tensada en la instalación de sujeción de la pieza de trabajo puede ser extraída por medio de la pinza de la pieza de trabajo y puede ser transferida al cargador. De esta manera, se pueden conducir a mecanización también piezas de trabajo almacenadas en el cargador, de manera que se pueden mecanizar sucesivamente un mayor número de piezas de trabajo iguales o también piezas de trabajo diferentes.
La máquina herramienta posibilita de esta manera un cambio automático de las herramientas y/o de las piezas de trabajo. Por lo tanto, se pueden realizar sucesivamente con una alta flexibilidad tanto diferentes procesos de mecanización en piezas de trabajo del mismo tipo como también procesos de mecanización iguales o diferentes en distintas piezas de trabajo. La máquina herramienta es adecuada, en virtud de esta flexibilidad, especialmente para la mecanización variable de números pequeños de piezas.
Puesto que para el cambio de herramientas, el cambio de piezas de trabajo, el movimiento de ajuste y el avance de mecanización se utilizan los mismos ejes controlados, la máquina herramienta se caracteriza especialmente también por su construcción de coste favorable y economizador de espacio.
En una forma de realización ventajosa, el husillo de la herramienta es móvil en el eje-Y y en el eje-Z, mientras que el movimiento en el eje-X se realiza a través de la instalación de sujeción de la pieza de trabajo. De esta manera es posible un alojamiento simétrico del husillo de la herramienta en el bastidor de la máquina, que posibilita especialmente tolerancias térmicas mínimas. De manera más conveniente en este caso, el husillo de la herramienta está dispuesto con eje-Z vertical por encima de la instalación de sujeción de la pieza de trabajo que es desplazable sobre la bancada de la máquina en el eje-X.
La rueda de cargador está dispuesta en este caso de forma giratoria alrededor de un eje de giro paralelo al eje-Z, es decir, igualmente vertical. El husillo de la herramienta se puede conducir radialmente desde el exterior hacia la rueda de cargador, para realizar un cambio de la herramienta o un cambio de la pieza de trabajo. De la misma manera es posible mover el husillo de la herramienta desde arriba con efecto de inmersión hacia el interior de la rueda de cargador, para cambiar especialmente herramientas que se encuentran en el soporte con caña de la herramienta dirigida radialmente al interior de la rueda de cargador.
La rueda de cargador puede presentar un receso en forma de segmento. En la zona de este receso en forma de segmento no están previstos en este caso soportes en la periferia de la rueda de cargador. Para un cambio de la herramienta o de la pieza de trabajo se posiciona la rueda de cargador en su posición giratoria, de tal forma que el soporte respectivo está dirigido hacia el husillo de la herramienta y hacia el espacio de trabajo. Durante el proceso de mecanización, se posiciona la rueda de cargador en su posición giratoria de tal forma que el receso en forma de segmento está dirigido hacia el espacio de trabajo y de esta manera éste puede encajar en la rueda de cargador. De este modo es posible disponer el eje de giro de la rueda de cargador cerca del espacio de trabajo, con lo que resulta una configuración economizadora de espacio de la máquina herramienta, especialmente con respecto a la superficie de base de apoyo.
Los soportes para las herramientas están configurados con preferencia en forma de U, de manera que las herramientas se pueden insertar en estos soportes desde arriba o bien se pueden extraer hacia arriba y se pueden mantener solamente por su propio peso en los soportes. Los mismos soportes se pueden utilizar, dado el caso, también para las piezas de trabajo, cuando estas piezas de trabajo están provistas con porta-piezas de trabajo correspondientes, que están adaptados a los soportes.
Para piezas de trabajo extendidas alargadas axialmente, la rueda de cargador puede estar provista con un plato, en el que se insertan las piezas de trabajo en disposición radial. Tal plato puede estar montado fijamente en la rueda de cargador y puede llenarla totalmente o por sectores. De la misma manera es posible configurar un plato de este tipo como componente separado, que se puede colocar, en caso necesario, opcionalmente sobre la rueda de cargador.
El cargador puede presentar una rueda de cargador o puede estar configurado con dos ruedas de cargador insertadas coaxialmente una dentro de la otra, de manera que estas dos ruedas de cargador se pueden posicionar de manera independiente entre sí alrededor del mismo eje de giro geométrico en su posición giratoria.
En una forma de realización sencilla en cuanto a la construcción, que posibilita especialmente también un control sencillo del movimiento, la pinza de la pieza de trabajo y el husillo de la herramienta están dispuestos en una placa de soporte común. Esta placa de soporte es desplazable con preferencia por medio de un carro-Z en el eje-Z, de manera que este carro-Z está alojado de forma desplazable de nuevo en el eje-Y. La placa de soporte es giratoria alrededor del eje-C.
Se consigue un control especialmente sencillo cuando la pinza de la pieza de trabajo está dispuesta axialmente a nivel con el husillo de la pieza de trabajo. Las posiciones de la pinza de la pieza de trabajo y del husillo de la herramienta solamente se diferencian en la dirección axial del husillo de la herramienta. Si la pinza de la pieza de trabajo está dispuesta en este caso axialmente delante del husillo de la herramienta, entonces la pinza de la pieza de trabajo se puede articular con preferencia hacia fuera, para que el husillo de la herramienta esté libre para el alojamiento de una herramienta para la mecanización o bien para el cambio de herramienta.
A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de un ejemplo de realización representado en el dibujo. En este caso:
La figura 1 muestra una vista de la máquina herramienta.
La figura 2 muestra una vista correspondiente de la máquina herramienta, en la que el husillo de la herramienta y las piezas que lo soportan se han omitido y el cargador se encuentra en la posición de reposo.
La figura 3 muestra una representación que corresponde a la figura 2, en la que la rueda de cargador se encuentra en la posición de cambio.
La figura 4 muestra una representación de detalle de la rueda de cargador y del husillo de la herramienta.
La figura 5 muestra una vista lateral de la rueda de cargador y del husillo de la herramienta antes del cambio de herramienta.
La figura 6 muestra una representación que corresponde a la figura 5 durante el cambio de herramienta.
La figura 7 muestra una representación en perspectiva de la rueda de cargador y del husillo de la herramienta en el transcurso del cambio de herramienta.
La figura 8 muestra una vista en perspectiva de la máquina herramienta durante el cambio de una pieza de trabajo en el husillo de la pieza de trabajo.
La figura 9 muestra una vista lateral de la rueda de cargador durante el cambio de una pieza de trabajo.
La figura 10 muestra una vista en perspectiva de un cargador con una rueda de cargador exterior y una rueda de cargador interior.
La figura 11 muestra una vista en planta superior sobre el cargador de la figura 10 y
La figura 12 muestra una vista en perspectiva de otra forma de realización del cargador para el alojamiento de piezas de trabajo extendidas alargadas.
En la forma de realización representada, la máquina herramienta se representa especialmente como máquina rectificadora, en la que el husillo de la herramienta es equipado con herramientas rectificadoras. Se muestra claramente y se puede reconocer a partir de la descripción siguiente que en la máquina herramienta se pueden insertar también otras herramientas, especialmente herramientas fresadoras y, dado el caso, herramientas taladradoras.
La máquina herramienta presenta un bastidor de máquina con una bancada de máquina horizontal 10, sobre el que está alojado un husillo de pieza de trabajo 12 desplazable horizontalmente linealmente en el eje-X. El husillo de la pieza de trabajo 12 está dispuesto horizontal en el eje-X y se puede accionar de forma giratoria a través de un accionamiento 14 de husillo de la pieza de trabajo. En el husillo de la pieza de trabajo 12 se puede sujetar una pieza de trabajo16, que se apoya, dado el caso, por medio de un contrapunto 18. A ambos lados de la bancada de la máquina 10 está configurada, respectivamente, una gualdera lateral 20 dirigida hacia arriba del bastidor de la máquina. Sobre lados superiores de las gualderas laterales 20 que se extienden horizontales en el eje-Y está dispuesta, respectivamente, una guía-Y 22. Sobre estas guías-Y 22 está alojado un puente 24, que se puede desplazar linealmente, accionado de forma controlada en el eje-Y, y que cubre el espacio de trabajo de la máquina herramienta entre las gualderas laterales 20. En el centro del puente 24 está alojado un carro-Z 26, que es desplazable linealmente, accionado de forma controlada en el eje-Z vertical y que es giratorio, accionado de forma controlada, alrededor de su eje vertical (eje-C).
A este respecto, la estructura de la máquina herramienta corresponde a la máquina herramienta descrita en el documento DE 10 2006 011 551 A1. Se hace referencia a la descripción mostrada allí.
En el extremo inferior del carro-Z 26 está dispuesta una placa de soporte 28. En esta placa de soporte 28 está alojado un husillo de herramienta 30 accionable de forma giratoria. El husillo de la herramienta 30 está dispuesto con eje horizontal en la placa de soporte 28. El husillo de la herramienta 30 puede recibir y tensar una herramienta, a cuyo fin el husillo de la herramienta 30 está configurado por ejemplo con un soporte de caña cónica. La disposición del husillo de la herramienta 30 en la placa de soporte 28 se elige para que una herramienta, tensada en el husillo de la herramienta 30, se encuentra en el eje-C, alrededor del cual se puede girar el husillo de la herramienta 30. Dado el caso, el husillo de la herramienta 30 puede estar dispuesto en la placa de soporte 28 también desplazable linealmente, de manera que el movimiento de desplazamiento lineal se extiende en el eje del husillo de la herramienta 30. De la misma manera, es posible alojar el husillo de la herramienta 30 también de forma articulada en la placa de soporte 28 para que el eje del husillo de la herramienta 30 se pueda articular desde la posición horizontal y adopte un ángulo de inclinación con respecto al plano de la placa de soporte 28.
A través del movimiento de la pieza de trabajo 16 en el eje-X, el movimiento del puente 24 en el eje-Y y el movimiento del carro-Z 26 en el eje-Z se pueden realizar los tres ejes lineales principales para la mecanización de la pieza de trabajo 16. A través de la articulación del husillo de la herramienta 30 alrededor del eje-C y, dado el caso, a través de un desplazamiento del ángulo de inclinación del husillo de la herramienta 30 frente a la placa de soporte 28 se puede ajustar de manera controlada el ángulo de ataque de la herramienta, por ejemplo de una muela abrasiva, frente a la pieza de trabajo 16 a mecanizar.
En la representación de la figura 1, el husillo de la herramienta 30 se encuentra en la posición de trabajo, en la que una herramienta tensada en el husillo de la herramienta 30, por ejemplo una muela abrasiva, que mecaniza la pieza de trabajo 16. En la figura 2se han omitido, para mayor claridad, el puente 24 y el carro-Z 26 con el husillo de la herramienta 30. Se puede reconocer que el espacio de trabajo está arqueado hacia atrás sobre el lado trasero alejado del lado del usuario (el lado delantero en el dibujo), por ejemplo en forma de un polígono, para posibilitar el movimiento de articulación del husillo de la herramienta 30 horizontal alrededor del eje-C vertical. El lado trasero del espacio de trabajo está cerrado por medio de paredes de separación 32 móviles hacia fuera. Detrás de estas paredes de separación 32 se encuentra un cargador descrito más adelante.
Como se puede ver especialmente en las figuras 4 y 5, en el lado inferior de la placa de soporte 28, además del husillo de la herramienta 30, está colocada todavía una pinza de la pieza de trabajo 34. La pinza de la pieza de trabajo 34 es desplazable de forma controlada, por lo tanto, junto con el husillo de la herramienta 30 por medio del mismo accionamiento, linealmente en el eje-Y y en el eje-Z y es giratoria alrededor del eje-C. La pinza de la pieza de trabajo 34 está dispuesta en la placa de soporte 28 diametralmente al husillo de la herramienta 30 con respecto al eje de rotación-C. La pinza de la pieza de trabajo 34 presenta un brazo 36, que está dispuesto de forma articulada con una articulación 38 en la placa de soporte 28. En el extremo libre del brazo 36 están dispuestos linguetes de pinza 40 configurados en forma de tenazas. La pinza de la pieza de trabajo 34 se puede articular alrededor de la articulación 38 hacia arriba, de manera que el brazo 36 se apoya con los linguetes de la pinza 40 en el lado inferior de la placa de soporte 28. En esta posición de reposo, la pinza de la pieza de trabajo 34 está inactiva y libera el espacio delante del husillo de la herramienta 30, de manera que se puede insertar una herramienta en el husillo de la herramienta 30 y con esta herramienta es posible una mecanización de la pieza de trabajo 16. Si se articula la pinza de la pieza de trabajo 34 desde esta posición de reposo hacia abajo, entonces el brazo 36 se proyecta desde la placa de soporte 28 perpendicularmente hacia abajo y los linguetes de la pinza 40 se encuentran axialmente alineados delante del soporte de sujeción del husillo de la herramienta 30.
El cargador dispuesto detrás de las paredes de separación 32 presenta en una forma de realización sencilla una rueda de cargador 42, que es accionada de forma giratoria controlada alrededor de un eje vertical, paralelo al eje-Z y se puede posicionar en su posición giratoria. La rueda de cargador 42 está constituida por un disco de cargador 44 de forma circular, que está dispuesto en el plano horizontal, en cuya periferia exterior está dispuesto un anillo de cargador 46 que apunta verticalmente hacia arriba. El disco de cargador 44 puede estar configurado como disco cerrado, pero de manera preferida está configurado como disco de radios. El disco de cargador 33 se asienta en el centro sobre un árbol de accionamiento vertical 48, que puede ser accionado debajo del disco de cargador 44 a través de una correa dentada 50 por un motor 52 de control numérico NC.
El disco de cargador 44 y, por lo tanto, toda la rueda de cargador 42 están configurados en una zona angular con un receso en forma de segmento 54. La forma de este receso en forma de segmento 54 corresponde en su desarrollo al desarrollo poligonal de las paredes de separación 32. Si la rueda de cargador 42 está posicionada en su posición giratoria de tal forma que la escotadura en forma de segmento 54 está dirigida hacia el espacio de trabajo, entonces las paredes de separación 32 se pueden mover dentro de este receso en forma de segmento 54 a la posición cerrada. Si las paredes de separación 32 han retornado a su posición abierta, entonces la rueda de cargador 42 se puede girar alrededor de su eje vertical y engrana con su periferia en el interior del espacio de trabajo de la máquina herramienta. Estas dos posiciones se muestran en las figuras 2 y 3, respectivamente. La configuración de la rueda de cargador 42 con el receso en forma de segmento 54 posibilita disponer el árbol de accionamiento 48 en cuanto a la construcción cerca del espacio de trabajo arqueado hacia atrás, de manera que la superficie de base de la máquina herramienta se incrementa poco a través del cargador.
En el borde superior del anillo de cargador 46 está mecanizada una ranura en T 56 circundante coaxialmente en este anillo de cargador 46. En esta ranura en T 56 están insertados soportes 50, que encajan con una pata en la ranura en T. Con esta pata se pueden desplazar los soportes 58 en la ranura en T 56 en la dirección circunferencial del anillo de cargador 46 y se pueden retener en la posición deseada en cada caso. Los soportes 58 se proyectan desde el anillo de cargador 46 verticalmente hacia arriba y se abren en forma de U hacia arriba. Los soportes 58 sirven para el alojamiento de herramientas o piezas de trabajo. Los soportes 58 están configurados de acuerdo con las herramientas o bien las piezas de trabajo a almacenar. A modo de ejemplo se representan herramientas 60 en forma de muelas abrasivas, que presentan una caña cónica normalizada para una sujeción de una herramienta de caña cónica hueca en el husillo de la pieza de trabajo 12. Los soportes 58 están configurados en este caso de tal forma que la herramienta 60 se puede insertar desde arriba en el soporte 58, de manera que el soporte 58 encaja en la ranura de agarre de la caña cónica. La herramienta 60 es retenida en el soporte 58 sin fijación ni bloqueo adicional por su propio peso con seguridad contra fuerzas centrífugas y momentos de basculamiento. Las herramientas 60 se insertan en loa soportes 58 de tal forma que sus cañas cónicas están dirigidas desde el anillo de cargador 46 radialmente hacia dentro, mientras que la herramienta propiamente dicha está dirigida radialmente hacia fuera. Puesto que el diámetro de la herramienta propiamente dicha es, en general, mayor que el diámetro de la caña cónica, de esta manera se obtiene un aprovechamiento óptimo del espacio de la periferia del cargador. Los soportes 58 se pueden desplazar en la ranura en T 56 en dirección circunferencial del anillo de cargador 46 y se pueden disponer a distancia angular mutua, de tal forma que de acuerdo con el diámetro de las herramientas respectivas 60 se consigue un aprovechamiento óptimo de la periferia de la rueda de cargador 42.
De manera alternativa a las herramientas 60, en la rueda de cargador 42 se pueden almacenar también piezas de trabajo a mecanizar, que deben mecanizarse de forma sucesiva. Las piezas de trabajo almacenadas son retenidas y preparadas de la misma manera en soportes de la rueda de cargador 42. Los soportes están adaptados en este caso en su forma y configuración a las piezas de trabajo a almacenar, respectivamente, de tal manera que las piezas de trabajo se pueden insertar en este soporte, se pueden extraer de este soporte y se pueden retener en este soporte. Cuando es necesario el empleo de la maquina herramienta se pueden disponer en la rueda de cargador 42 exclusivamente soportes para herramientas, exclusivamente soportes para piezas de trabajo o tanto soportes para herramientas como también para piezas de trabajo. Los soportes para herramientas y/o piezas de trabajo se posicionan. Se retienen y se fijan de forma optimizada en la ranura en T 56 en la dirección circunferencial. Las posiciones de los soportes para las herramientas y/o piezas de trabajo se depositan como valores de la posición angular en el control del motor 52, de manera que la rueda de cargador 42 se puede posicionar de acuerdo con un requerimiento en la posición angular correspondiente.
En un ejemplo de realización especial, los soportes para las piezas de trabajo pueden coincidir con los soportes 58 para las herramientas 60, como se muestra en las figuras 4 a 7. En este caso, las piezas de trabajo a mecanizar son placas de corte 62, que están fijadas en un porta-piezas de trabajo 64. El porta-piezas de trabajo 64 tiene en este caso la forma de una caña cónica normalizada, que corresponde a la caña cómica de las herramientas 60. Los porta-piezas de trabajo con las placas de corte 62 se pueden insertar de esta manera en los mismos soportes 58 que se utilizan para el soporte de las herramientas 60.
Durante la mecanización de una pieza de trabajo 16 a través de una herramienta 60, la máquina herramienta se encuentra en la posición mostrada en la figura 2, en la que el receso en forma de segmento 54 de la rueda de cargador 42 coincide con la posición de las paredes de separación 32 y éstas están cerradas. La rueda de almacén 42 está blindada del espacio de trabajo a través de las paredes de separación 32. Esto corresponde a la representación de la figura 4, en la que solamente se representan el carro-Z y la rueda de cargador. Para realizar un cambio de herramientas, se separan las paredes de separación 32, de manera que la rueda de cargador 42 se puede girar al interior del espacio de trabajo. La rueda de cargador 42 se gira y se posiciona de forma controlada de tal manera que se lleva un soporte 58 libre a una posición de cambio en el espacio de trabajo. El husillo de la herramienta 30 es elevado por medio del carro-Z y es movido por medio del puente 24 en el eje-Y sobre la rueda de almacén 42. Esta posición se muestra en la figura 5. Entonces se desplaza el carro-Z 26 hacia abajo, de manera que la herramienta 60 retenida en el husillo de la herramienta 30 es insertada en el soporte 58 libre (figura 6).
Después de aflojar la instalación de sujeción del husillo de la herramienta 30 éste es movido en el eje-Y por la herramienta 60 radialmente con respecto a la rueda de cargador 42 hacia dentro, de manera que la herramienta 60, que se encuentra ahora en el soporte 58, es liberada del husillo de la herramienta 30 (figura 7). La rueda de cargador 42 puede ser girada ahora de forma controlada hasta que una nueva herramienta 60 a sustituir está posicionada delante del husillo de la herramienta 30. A continuación, el husillo de la herramienta 30 se mueve, en secuencia inversa, de nuevo con respecto a la rueda de cargador 42 radialmente hacia fuera, de manera que la instalación de sujeción del husillo de la herramienta 30 es desplazada sobre la caña cónica de la herramienta 60 a alojar ahora y se puede sujetar esta herramienta 60. A continuación, se conduce el carro-Z 26 de nuevo hacia arriba, de manera que la herramienta retenida ahora es extraída fuera del soporte 58. El husillo de la herramienta 30 es desplazado entonces por medio del puente 24 en el eje-X de nuevo al espacio de trabajo. La rueda de cargador 42 es girada entonces de tal forma que el receso en forma de segmento 54 está dirigido de nuevo hacia el espacio de trabajo y se pueden cerrar las paredes de separación 32. La máquina herramienta está preparada ahora para la mecanización de una pieza de trabajo con la herramienta 60 ahora sustituida.
Durante la mecanización y durante todo el proceso de cambio de la herramienta, la pinza de la pieza de trabajo 34 se encuentra en la posición de reposo articulada hacia arriba y apoyada en la placa de soporte 28, que se muestra de manera especialmente clara en las figuras 5 y 6.
Si debe sustituirse una pieza de trabajo a mecanizar, entonces -con preferencia después de la colocación de la herramienta en el almacén- se articula la pinza de la pieza de trabajo 34 desde su posición de reposo hacia abajo, como se muestra, por ejemplo, en la figura 9. La pinza de la pieza de trabajo 34 se posiciona durante el desplazamiento del puente 24 en el eje-Y y a través del desplazamiento del husillo de la pieza de trabajo 12 en el eje-Y sobre un porta-piezas de trabajo 64 retenido en el husillo de la pieza de trabajo 12 (figura 8). Entonces se baja la pinza de la pieza de trabajo 34 verticalmente por medio del carro-Z 26, de manera que los linguetes de la pinza 40 pueden agarrar el porta-piezas de trabajo 64 retenido en el husillo de la pieza de trabajo 12. Cuando la pinza de la pieza de trabajo 34 ha agarrado el porta-piezas de trabajo 64, se libera la tensión del porta-piezas de trabajo 64 en el husillo de la pieza de trabajo 12 y el husillo de la pieza de trabajo 12 es desplazado de retorno en el eje-X, de manera que el porta-piezas de trabajo 64 es liberado del husillo de la pieza de trabajo 12. Al mismo tiempo, las paredes de separación 32 son retornadas y la rueda de cargador 42 es girada al espacio de trabajo y es posicionada de tal forma que un soporte 58 libre para la pieza de trabajo se encuentra en la posición de cambio. La pinza de la pieza de trabajo 34 con el porta-piezas de trabajo 64 se mueve en el eje-Z y en el eje-Y sobre el soporte 58 libre (figura 9), después de lo cual a través de la bajada del carro-Z 26 se puede insertar el porta-piezas de trabajo 64 en el soporte 58 libre. A continuación, se eleva la pinza de la pieza de trabajo 34 de nuevo en el eje-Z y se posiciona un porta-piezas de trabajo 64 a sustituir a través de la rotación de la rueda de cargador 42 debajo de la pinza de pieza de trabajo 34. A continuación se baja la pinza de pieza de trabajo 34 por medio del carro-Z 26 para agarrar el nuevo porta-piezas de trabajo. A continuación se posiciona el porta-piezas de trabajo a sustituir a través del desplazamiento de la pinza de pieza de trabajo 34 en el eje-Z y en el eje-Y y a través de la articulación alrededor del eje-C axialmente delante del husillo de la pieza de trabajo 12. El husillo de la pieza de trabajo 12 se mueve entonces en el eje-X contra el soporte de la pieza de trabajo, de manera que éste se puede insertar en la instalación de sujeción del husillo de la pieza de trabajo 12.
A continuación se articula hacia arriba la pinza de pieza de trabajo 34 de nuevo a su posición de reposo, de manera que se puede retener una herramienta 60 en el husillo de pieza de trabajo 30 o bien se puede insertar una herramienta tensada allí sin obstáculos a través de la pinza de la pieza de trabajo 34 para la mecanización.
En las figuras 4 a 7 se muestra el cargador con una sola rueda de cargador 42. En otra forma de realización, que se representa en las figuras 10 y 11, el cargador presenta, adicionalmente a la primera rueda de cargador exterior 42, una segunda rueda de cargador interior 66.
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La rueda de cargador interior 66 está dispuesta coaxialmente a la rueda de cargador exterior 42 y presenta un disco de cargador 68, que está dispuesto concéntrica y paralelamente sobre el disco de cargador 44 de la rueda de cargador exterior 42. El diámetro exterior del disco de cargador 68 es menor que el diámetro interior del anillo de cargador 46 de la rueda de cargador exterior 42. La rueda de cargador interior 66 es giratoria libremente y de forma independiente de la rueda de cargador exterior 42. A tal fin, el disco de cargador 68 de la rueda de cargador interior 66 presenta un árbol de accionamiento central vertical 70, que está alojado de forma coaxialmente giratoria en el árbol de accionamiento 48, configurado como árbol hueco, de la rueda de cargador exterior 42. La rueda de cargador interior 66 puede ser accionada a través de su árbol de accionamiento 70 por medio de un motor 72 de control numérico NC dispuesto debajo de la rueda de cargador exterior 42, independientemente de la rueda de cargador exterior 42.
La rueda de cargador interior 66 está configurada esencialmente de manera correspondiente a la rueda de cargador exterior 42. Sobre el lado superior del disco de cargador 68 marcha concéntricamente un anillo de cargador, en el que se pueden disponer y sujetar soportes regulables en su posición angular. El anillo de cargador y los soportes pueden estar configurados de manera correspondiente como se ha descrito anteriormente para la rueda de cargador exterior 42. No obstante, el anillo de cargador con los soportes está configurado con un radio más pequeño, de manera que entre el anillo de cargador de la rueda de cargador interior 66 y el anillo de cargador 46 de la rueda de cargador exterior 42 permanece libre una distancia radial, que es necesaria para el soporte de las herramientas o bien de las piezas de trabajo almacenadas en la rueda de cargador interior 66.
La extracción y la colocación de herramientas 60 o bien de piezas de trabajo 64 en la rueda de cargador interior 66 se realiza de la misma manera que se ha descrito anteriormente para la rueda de cargador exterior 42. La rueda de cargador interior 66 presenta de la misma manera un receso en forma de segmento 54, que es congruente con el receso en forma de segmento 54 de la rueda de cargador exterior 42, con una alineación angular de la rueda de almacén exterior 42 y de la rueda de almacén interior 42. En particular, también el anillo de cargador de la rueda de cargador interior 66 presenta una entalladura angular correspondiente, de manera que las herramientas 60 en la rueda de cargador exterior 42 son libremente accesibles para el husillo de la herramienta 30 de la manera descrita anteriormente a través de esta entalladura en el anillo de cargador de la rueda de cargador interior 66.
A través de la capacidad de ajuste controlada independiente de las posiciones giratorias de la rueda de cargador exterior 42 y de la rueda de cargador interior 66 se pueden llevar estas ruedas de manera independiente entre sí a la posición de cambio y se pueden cambiar herramientas 60 y/o piezas de trabajo de manera discrecionalmente programable dentro y fuera de la rueda de cargador exterior 42 o de la rueda de cargador interior 66. La rueda de cargador interior 66 eleva de esta manera el número de los puestos de radios del cargador para herramientas y/o piezas de trabajo, sin incrementar las dimensiones exteriores del cargador.
En el ejemplo de realización de la figura 10, se almacenan, por ejemplo, en la rueda de cargador exterior 42, en parte, placas de corte 62 sobre porta-piezas de trabajo 64 y, en parte, herramientas 60, mientras que en la rueda de cargador interior 66 se almacenan herramientas 60 en forma de muelas abrasivas. En la figura 11, la rueda de cargador exterior 42 solamente contiene piezas de trabajo 62, 64 y la rueda de cargador interior 66 solamente contiene herramientas 60.
En la figura 12 se muestra otra configuración de los soportes del cargador, que es adecuada para piezas de trabajo extendidas alargadas axialmente, por ejemplo para el almacenamiento de brocas a rectificar.
En esta forma de realización, sobre la rueda de cargador 42 está colocado un plato 74, que está conectado fijo o desprendible con la rueda de cargador 42. El plato 74 se puede extender en dirección circunferencial sobre toda la zona angular de la rueda de cargador 42, es decir, que cubren el disco de cargador 44 salvo el receso en forma de segmento 54, como se representa en el dibujo. Pero de la misma manera, el plato 74 se puede extender también sólo sobre una zona angular limitada, de manera que la zona angular restante de la rueda de cargador 42 permanece libre para soportes 58 para herramientas 60. Sobre el lado superior del plato 74 están configuradas muescas 76 que se extienden radialmente como soportes, en las que se pueden insertar piezas de trabajo 78, por ejemplo brocas a rectificar.
La extracción y la colocación de piezas de trabajo 78 por medio de la pinza de piezas de trabajo 34 y la sustitución de las piezas de trabajo 78 en el husillo de la pieza de trabajo 12 se realizan de la manera descrita anteriormente.
Lista de signos de referencia
10
Bancada de la máquina
12
Husillo de la pieza de trabajo
14
Accionamiento del husillo de la pieza de trabajo
16
Pieza de trabajo
18
Contrapunto
20
Gualdera lateral
22
Guía-Y
24
Puente
26
Carro-Z
28
Placa de soporte
30
Husillo de la herramienta
32
Paredes de separación
34
Pinza de la pieza de trabajo
36
Brazo
38
Articulación
40
Linguete de pinza
42
Rueda de cargador
44
Disco de cargador
46
Anillo de cargador
48
Arbol de accionamiento
50
Correa dentada
52
Motor
54
Receso en forma de segmento
56
Ranura en T
58
Soportes
60
Herramientas
62
Placas de corte
64
Porta-piezas de trabajo
66
Rueda de cargador interior
68
Disco de cargador
70
Arbol de accionamiento
72
Motor
74
Plato
76
Muescas
78
Piezas de trabajo

Claims (11)

1. Máquina herramienta, con un bastidor de máquina (10, 20), con un husillo de herramienta (30) accionable de forma giratoria, con una instalación de sujeción (12) de la pieza de trabajo y con un cargador, en la que el husillo de la herramienta (30) y la instalación de sujeción (12) de la pieza de trabajo se pueden desplazar de forma controlada relativamente entre sí en un eje-X lineal y en la que el husillo de la herramienta (30) es desplazable de forma controlada con respecto al bastidor de la máquina (10, 20) en ejes-Y y Z lineales, perpendiculares al eje-X y perpendiculares entre sí y es giratorio de forma controlada alrededor de un eje-C paralelo al eje-Z, caracterizada porque el cargador presenta al menos una rueda de cargador (42, 66), que se puede posicionar de forma giratoria alrededor de un eje de giro paralelo al eje-Z, porque la rueda de cargador (42, 66) presenta soportes (58, 76), dispuestos distribuidos en la dirección circunferencial, para herramientas (60) y/o piezas de trabajo (62, 64, 78), porque al husillo de la herramienta (30) está asociada una pinza de pieza de trabajo (34), que es móvil junto con el husillo de la herramienta (30), y porque el husillo de la herramienta (30) se puede desplazar con la pinza de la pieza de trabajo (34) en los ejes Y, Z y C en la rueda de cargador (42, 66) y se puede alinear con respecto a los soportes (58, 76), de manera que opcionalmente se puede cambiar una herramienta (60) entre el husillo de la herramienta (30) y un soporte (58) de la rueda de cargador (42, 66) o se puede cambiar una pieza de trabajo (62, 64, 78) entre la pinza de la pieza de trabajo (34) y un soporte (58, 76) de la rueda de cargador (42, 66), de manera que se lleva a cabo una transferencia de la pieza de trabajo (16; 62, 64, 78) entre la pinza de la pieza de trabajo (34) y la instalación de sujeción (12) de la pieza de trabajo a través de los movimientos en los ejes X, Y, Z y C.
2. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el eje-Z está dispuesto vertical y la al menos una rueda de cargador (42, 66) gira alrededor de un eje de giro vertical.
3. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la al menos una rueda de cargador (42, 66) presenta un receso en forma de segmento (54), que está asociado durante el proceso de mecanización al espacio de trabajo de la máquina herramienta.
4. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el cargador presenta una rueda de cargador exterior (42) y una rueda de cargador interior (66) dispuesta coaxialmente a ésta, en la que las ruedas de cargador (42 y 66) se pueden posicionar de forma giratoria controlada independientes entre sí.
5. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las herramientas (60) están alojadas e la al menos una rueda de cargador (42, 66) con caña de la herramienta dirigida radialmente hacia dentro con relación a la rueda de cargador (42, 66) y porque el husillo de la herramienta (30) penetra en el interior de la al menos una rueda de cargador (42, 66) y es móvil en el interior de la rueda de cargador (42, 66) racialmente hacia los soportes (58) para un cambio de herramienta.
6. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el husillo de la herramienta es desplazable en el eje-Y y en el eje-Z y la instalación de sujeción (12) de la pieza de trabajo es desplazable en el eje-X.
7. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el husillo de la herramienta (30) y la pinza de la pieza de trabajo (34) están alojados en una placa de soporte común (28).
8. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque la placa de soporte (28) está colocada en un carro-Z (26) desplazable en el eje-Z y giratorio alrededor del eje-C.
9. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque la pinza de la pieza de trabajo (34) está alojada de forma articulada en la placa de soporte (28) entre una posición de reposo y una posición de funcionamiento, en la que la pinza de la pieza de trabajo (34) se encuentra en su posición de funcionamiento axialmente alineada delante del husillo de la herramienta (30) y está articulada hacia fuera de la zona delante del husillo de la herramienta (30) en su posición de reposo.
10. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las piezas de trabajo (62) están colocadas en porta-piezas de trabajo (64), que se pueden insertar en soportes (58), que coincide con los soportes (58) para las herramientas (60)
11. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque sobre la rueda de cargador (42) se puede colocar un plato (74), que presenta muescas radiales (56) como soportes para piezas de trabajo (78) extendidas alargadas axialmente.
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