MX2011001688A - Metodo para activar un manipulador de una pieza de trabajo de una maquina herramienta. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para activar un manipulador de una pieza de trabajo (4) de una máquina herramienta (1), que comprende un dispositivo de control el cual determina trayectorias de mecanización (6) para una pieza de trabajo por medio de una unidad de computación, cuyas trayectorias de mecanización son recorridas por el manipulador de la pieza de trabajo (4) a partir de una posición inicial de la máquina (A), en donde la pieza de trabajo (5), la cual puede ser movida por el manipulador de la pieza de trabajo (4) en una forma de traslación multiaxial y preferentemente también giratoria, se pasa a una pluralidad de herramientas (3) una tras otra debido a la mecanización de paso-a-paso. Con el fin de proporcionar condiciones convenientes, se propone que en el caso de terminación de la mecanización, el manipulador de la pieza de trabajo (4) está hecho para moverse con la pieza de trabajo (5) de regreso a través de la trayectoria de movimiento (7) asignada al paso de mecanización respectivo en una posición (8) previa a este paso de mecanización, en el cual el manipulador de la pieza de trabajo es detenido opcionalmente o del cual el manipulador de la pieza de trabajo es movido a la posición inicial de la maquina (A).

Description

MÉTODO PARA ACTIVAR UN MANIPULADOR DE UNA PIEZA DE TRABAJO DE UNA MÁQUINA HERRAMIENTA CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un método para activar un manipulador de una pieza de trabajo de una máquina herramienta, que comprende un dispositivo de control el cual determina las trayectorias de mecanización para una pieza de trabajo por medio de una unidad de computación, cuyas trayectorias de mecanización son recorridas por el manipulador de la pieza de trabajo a partir de una posición inicial de una máquina, en donde la pieza de trabajo, la cual puede ser movida por el manipulador de la pieza de trabajo en una forma de traslación multi-axial y preferentemente también giratoria, se pasa a una pluralidad de herramientas una tras otra debido a la mecanización de paso-a-paso.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Con herramientas de mecanización conocidas (WO 97/10932 A) , la pieza de trabajo por ser mecanizada está fija al soporte de la pieza del trabajo del portador de la pieza de trabajo y es movida con el portador de la pieza de trabajo para herramientas de mecanización y medición individuales sucesivas tales como taladros, cortadores de metales (fresas), esmeriladores o similares. Las herramientas de mecanización están dispuestas en husillos sujetados de forma estacionaria en el marco del atril, con los husillos siendo desplazables en una forma alternada entre una posición extendida de trabajo y una posición contraída detenida con el fin de prevenir obstrucciones mutuas de los husillos durante el mecanizado por husillos que están en la posición detenida en ese momento. Estas herramientas máquina conocidas están especialmente caracterizadas por su operación rentable, la cual se consigue especialmente de tal manera que no es necesario esperar por ningún tiempo de cambio de herramienta y tiempos detenidos durante un proceso de mecanización porque la máquina herramienta acomoda las herramientas requeridas en los diferentes husillos y las herramientas por lo tanto no necesitan ser cambiadas entre los procesos de mecanización individuales y puede ser puesta en marcha ya antes de la colocación de la pieza de trabajo de un husillo al siguiente. Como resultado de estas medidas, los tiempos no productivos se minimizan y se permite la rápida mecanización de las piezas de trabajo. Además, la mecanización paralela de husillos múltiples de varias piezas de trabajo es posible en tales aparatos.

Por lo general la pieza de trabajo es móvil en una forma de traslación en tres ejes con el portador de la pieza de trabajo en un porte, y es además giratorio alrededor de por lo menos un eje rotacional, con el fin de guiar la pieza de trabajo en una forma deseada con respecto a las herramientas de mecanización individuales fijas y también para permitir el fresado, taladrado o esmerilado de partes complejas.

Es una desventaja especial de estas máquinas herramientas que el manipulador de la pieza de trabajo además de pieza de trabajo, por lo general necesita ser movido manualmente de regreso a la posición inicial de la máquina en el evento de una terminación de la mecanización durante el proceso de mecanización, p.ej. por una parada de emergencia, rotura de una pieza o similares, con el fin de prevenir daños adicionales a la herramienta o la pieza de trabajo y especialmente a herramientas adyacentes dispuestas en la máquina herramienta. Si la pieza de trabajo es desplazada en una forma automatizada después de la terminación de la mecanización a lo largo de la trayectoria más corta a partir de la última posición de mecanización a la posición inicial de la máquina, pueden ocurrir más daños a la pieza de trabajo y especialmente a las herramientas circundantes, llevando a tiempos no productivos y seguimiento de los trabajos más caros .

BREVE DESCIPCION DE LA INVENCIÓN Con base en una técnica de la clase mencionada inicialmente, la invención está basada en el objeto de proporcionar un método para activar un manipulador de una pieza de trabajo de una máquina herramienta la cual por un lado permite la mecanización de una pieza de trabajo con un aumento en el número de herramientas bajo los tiempos de mecanización más breves posibles, esto es, periodos no-productivos minimizados, y por el otro lado permite un regreso del manipulador de la pieza de trabajo rápido y seguro con la pieza de trabajo a la posición inicial de la máquina en el evento de una terminación de mecanización.

Este objeto es logrado por la invención de tal manera que el manipulador de la pieza de trabajo está hecho para moverse con la pieza de trabajo de nuevo sobre la trayectoria de movimiento asignada al paso de mecanización respectivo en la posición de inicio la cual fue previa a este paso de mecanización y fue desocupada por la herramienta, en la cual el manipulador de la pieza de trabajo es detenida opcionalmente o de la cual el manipulador de la pieza de trabajo es movido a la posición inicial de la máquina.

Un regreso automático del manipulador de la pieza de trabajo además de que la pieza de trabajo a la posición inicial de la máquina es por lo tanto fácilmente posible con estas medidas de acuerdo con la invención, sin dañar herramientas asociadas con otros pasos de mecanización y sin dañar los husillos de herramientas asociados con estos pasos de mecanización. La mecanización es principalmente subdividida en varios pasos de mecanización, con un paso de mecanización que es asociado con una herramienta de mecanización en el más simple de los casos. Puede tenerse acceso a la posición inicial en la herramienta de mecanización respectiva especialmente en una forma directa y segura a partir de la posición inicial de la máquina o de la posición final de un paso de mecanización anterior en otra herramienta sin tener que temer por cualquier daño de la pieza de trabajo o herramientas y husillos de herramientas. Con base en estas posiciones de inicio, la mecanización comienza en la herramienta respectiva y en el caso de una terminación de mecanización como un resultado de parada de emergencia o rotura de herramienta o similares, el manipulador de la pieza de trabajo además de la pieza de trabajo son movidos de regreso a lo largo de la trayectoria de movimiento a la posición inicial asociada a este paso de mecanización, del cual el manipulador de la pieza de trabajo además de la pieza de trabajo pueden ser desplazados opcionalmente sin problemas en una forma automatizada a la posición inicial de la máquina. Se entiende que también la trayectoria completa de movimiento en todas las herramientas hasta la posición inicial de la máquina puede ser recorrida de regreso.

Con estas simples medidas es posible realizar un paso libre de herramientas en el evento de la terminación de mecanización también en herramientas de la máquina ya existentes al implementar un control respectivo. El paso libre puede llevarse a cabo especialmente en una forma simple y rentable con las medidas de acuerdo con la invención para las herramientas de la máquina que son de nuevo diseño. Debido a que las piezas de trabajo producidas con estas máquinas herramientas por lo general se refieren a series medianas o más grandes, las piezas de trabajo defectuosas son producidas opcionalmente por el recorrido de regreso y pueden ser aceptadas por lo general sin problemas. Sin embargo esto no aplica a tiempos no productivos adicionalmente incrementados de la máquina los cuales son producidos por choques de la pieza de trabajo con las herramientas intactas o husillos de mecanización y que opcionalmente conducen a un cambio de la misma.

Como ya fue mencionado, es recomendado por razones de simplicidad que cada proceso de mecanización en una herramienta corresponda a un paso de mecanización. La mecanización compleja en diferentes superficies de piezas de trabajo puede también necesitar que cada superficie a ser mecanizada está asociada con una posición separada de inicio e intermedia, de manera que opcionalmente sólo el paso de mecanización en la superficie respectiva necesita ser regresada a la posición de inicio o intermedia y no es necesario que se mueva a la posición inicial en cada herramienta .

En elemento en el que hay dispositivos de control simples, es recomendado para implementar la invención en una máquina herramienta que la trayectoria de movimiento de cada paso de mecanización se registra a partir de la posición de inicio de la máquina, especialmente a partir de la posición de inicio respectiva o entre la posición final en una herramienta a la posición de inicio de la siguiente herramienta, y el manipulador de la pieza de trabajo además de la pieza de trabajo son movidos de regreso a lo largo de la trayectoria registrada de movimiento en el caso de una terminación de mecanización hasta la posición de inicio, preferentemente la que está asociada con este paso de mecanización.

Como una alternativa a esto, el procesador puede calcular el inverso de la trayectoria del movimiento que lleva a la posición de inicio asociada con este paso de mecanización comenzando de la posición de la terminación de mecanización y mover de regreso el manipulador de la pieza de trabajo además de la pieza de trabajo por el dispositivo de control a lo largo de la trayectoria inversa de movimiento calculada hasta la posición de inicio preferentemente asociada con este paso de mecanización. Cuando la mecanización está definida por el dispositivo de control por los puntos a los que se tendrá acceso, los puntos simplemente necesitan ser pasados en la secuencia de reversa. En el evento que el dispositivo de control predetermina la mecanización por vectores, los lectores necesitan ser invertidos y pasados en la dirección de reversa a la posición de inicio.

Con el fin de minimizar más la probabilidad de daño de las herramientas o husillos de herramienta, se recomienda que la pieza de trabajo con el manipulador de herramienta sean movidos sucesivamente a una pluralidad de husillos de herramienta fijos posicionados en un atril en forma de marco en diferentes posiciones, con los husillos de herramienta siendo móviles desde una posición contraída detenida a una posición extendida de trabajo para la mecanización de la pieza de trabajo.

Se recomienda que los parámetros de retorno para el recorrido de retorno en la trayectoria de movimiento sean escogidos por el dispositivo de control dependiendo en la herramienta asociada con el paso de mecanización y el recorrido de retorno ocurre a una velocidad reducida. Seria principalmente conveniente desplazar la pieza de trabajo con el manipulador de herramienta a través de la trayectoria de retorno más corta posible libre de choque a la posición de inicio de la máquina. Esto da lugar al problema no obstante que los cálculos complejos de choque y los programas respectivos serian necesarios lo cual la invención desea evitar no obstante en la mayor medida posible.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La intención es mostrada esquemáticamente en los dibujos por referencia a una modalidad, en donde: La Figura 1 muestra una vista frontal de una máquina herramienta para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención; La Figura 2 muestra un diagrama de las trayectorias de movimiento para la mecanización de una pieza de trabajo en un aparato de acuerdo con la Figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Una máquina herramienta 1 para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención comprende una pluralidad de husillos de herramienta 3 los cuales están dispuestos en una forma fija en un atril 2 y pueden ser colocados en diferentes posiciones. Es indicado en la Figura 1 con la linea discontinua que los husillos de herramienta individuales pueden ser móviles entre una posición contraída detenida y una posición extendida de trabajo con el fin de prevenir obstrucciones en la mecanización de las piezas de trabajo por otras herramientas.

Además, la máquina herramienta 1 comprende un manipulador de la pieza de trabajo 4 el cual acomoda una pieza de trabajo 5 por ser mecanizada. Dicho manipulador de la pieza de trabajo 4 puede ser movido en la modalidad ilustrada en una forma de traslación en tres ejes, esto es, por un lado en el plano del marco del atril 2 y perpendicular a dicho plano del marco y por el otro lado de forma giratoria alrededor de un eje 6. Es adicionalmente conocido del estado del arte disponer la propia pieza de trabajo en una forma giratoria impulsada en el manipulador de la pieza de trabajo 4.

La implementacion del método de acuerdo con la invención para activar el manipulador de la pieza de trabajo 4 de una máquina herramienta 1 ocurre por medio de un dispositivo de control del cual no es mostrado con mayor detalle y el cual a través de una unidad de computación (no mostrada con mayor detalle) predetermina las trayectorias de movimiento 6 para una pieza de trabajo para que sean recorridas con el manipulador de la pieza de trabajo 4 desde una posición de inicio de la máquina A, con la pieza de trabajo 5 la cual puede ser movida por el manipulador de la pieza de trabajo 4 en una forma de traslación multi-axial y preferentemente también giratoria siendo movida sucesivamente a una pluralidad de herramientas 3, y con cada paso de mecanización en una pieza de trabajo que está asociada con una posición de inicio 8 del manipulador de la pieza de trabajo 4.

En el evento de la terminación de la mecanización como resultado de una parada de emergencia o daño de herramienta, el manipulador de la pieza de trabajo 4 con la pieza de trabajo 5 es movido de regreso a lo largo de la trayectoria de movimiento 7 anterior al paso de mecanización respectivo a la posición inicial 8 asociada con dicho paso de mecanización, después de lo cual el manipulador de la pieza de trabajo es detenido o movido opcionalmente a la posición inicial de la máquina A.

Un diagrama ejemplar de una trayectoria de movimiento es mostrado en la Figura 2. Con base en la posición inicial A, la pieza de trabajo 5 es movida por el manipulador de la pieza de trabajo 4 a lo largo del vector VI a la posición inicial 8 de la primera herramienta. La mecanización entonces comienza en esta herramienta y la pieza de trabajo 5 se mueve a lo largo de la trayectoria predeterminada de movimiento 7 con el dispositivo de control. Después de la mecanización, se alcanzan el punto final 9 de esta trayectoria de mecanización y la pieza de trabajo 5 es movida por el manipulador de la pieza de trabajo 4 a lo largo del vector V2 a la segunda herramienta y, después de la mecanización en esta herramienta, es movida a lo largo del vector V3 a la tercera herramienta. Después de la finalización de la mecanización, la pieza de trabajo 5 es movida a lo largo del vector V4 a la posición inicial de la máquina.

Si una terminación 10 de la mecanización ocurre durante la mecanización en la primera herramienta, la pieza de trabajo 5 es movida por el manipulador de la pieza de trabajo 4 a lo largo de la trayectoria de movimiento anterior hasta la posición inicial 8 en esta herramienta y posteriormente a la posición inicial de la máquina A punto este sindicado en la modalidad de la Figura 2 por la linea discontinua Rl . El movimiento de retorno ocurre a lo largo de la linea discontinua R2 en el caso de una terminación de mecanización en la segunda pieza de trabajo.

Claims (6)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un método para activar un manipulador de pieza de trabajo (4) de una máquina herramienta (1), que comprende un dispositivo de control el cual determina las trayectorias de mecanización (6) para una pieza de trabajo por medio de una unidad de computación, cuyas trayectorias de mecanización son recorridas por el manipulador de la pieza de trabajo (4) a partir de una posición inicial de la máquina (A) , en donde la pieza de trabajo (5) la cual puede ser movida por el manipulador de la pieza de trabajo (4) en una forma de traslación multi-axial y preferentemente también giratoria, se pasa a una pluralidad de herramientas (3) una tras otra debido a la mecanización de paso-a-paso, caracterizada porque en el caso de terminación de la mecanización el manipulador de la pieza de trabajo (4) está hecho para moverse con la pieza de trabajo (5) de regreso a través de la trayectoria de movimiento (7) asignada al paso de mecanización respectivo en una posición (8) previa a este paso de mecanización y es desocupada por la herramienta (3) en la que el manipulador de la pieza de trabajo (4) es movido a la posición inicial de la máquina (A) .

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque cada proceso de mecanización en una herramienta (5) corresponde a un paso de mecanización, y cada paso de mecanización en una herramienta (5) es preferentemente asociado con una posición inicial o intermedia (8) del manipulador de la pieza de trabajo (4) .

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la trayectoria de movimiento (7) de cada paso de mecanización es registrado a partir de la posición inicial de la máquina, especialmente de la posición inicial respectiva o entre la posición final en una herramienta a la posición inicial de la siguiente herramienta, y en el caso de una terminación de mecanización, el manipulador de la pieza de trabajo (4) es movido con la pieza de trabajo (5) de regreso a lo largo de la trayectoria registrada de movimiento (7) hasta la posición inicial (8), preferentemente la que está asociada con este paso de mecanización.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque inician desde la posición de la terminación de mecanización del procesador puede calcular la inversa de la trayectoria de movimiento (7) llevando a la posición inicial o intermedia (8) asociada con este paso de mecanización, y el manipulador de la pieza de trabajo (4) es entonces movido con la pieza de trabajo (5) de regreso a lo largo de la inversa de la trayectoria calculada de movimiento (7) hasta la posición de inicio o intermedia (8) preferentemente asociada con este paso de mecanización.

5. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la pieza de trabajo (5) es movida por el manipulador de la pieza de trabajo (4) sucesivamente a una pluralidad de husillos de herramienta fijos posicionados en un atril en forma de marco (2) en diferentes posiciones, con los husillos de herramienta siendo opcionalmente móviles desde una posición contraída detenida hasta una posición extendida de trabajo para la mecanización de la pieza de trabajo.

6. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los parámetros de retorno para el recorrido de retorno de la trayectoria del movimiento son escogidos por el dispositivo de control dependiendo en la herramienta (3) asociada con el paso de mecanización .