CABEZAL PARA FRESADORA.

Cabezal para fresadora, que consta de un codo (2) que gira respecto a la máquina (3) y una cabeza porta-herramienta (1) que gira respecto al codo (2),

realizándose el bloqueo/desbloqueo tanto del codo (2) respecto a la máquina (3) como de la cabeza (1) respecto al codo (2) con juegos de tornillo de apriete mediante la acción de un sistema hidromecánico, y siendo los sistemas de accionamiento del giro de codo (2) y de accionamiento del giro de la cabeza (1) de lazo cerrado

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200701449.

Solicitante: ZAYER, S.A..

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: ÁLAVA.

Inventor/es: CALLEJA MARTINEZ,LUIS.

Fecha de Solicitud: 25 de Mayo de 2007.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 19 de Enero de 2011.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B23C1/12 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B23 MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO EN OTRO LUGAR.B23C FRESADO (brochado B23D; para la fabricación de engranajes B23F; dispositivos para copiar o controlar B23Q). › B23C 1/00 Máquinas de fresado no concebidas para piezas particulares u operaciones especiales. › con husillos regulables en ángulos diferentes, p. ej. vertical u horizontalmente.
  • B23C9/00B
  • B23Q1/54 B23 […] › B23Q PARTES CONSTITUTIVAS, DISPOSITIVOS O ACCESORIOS DE MAQUINAS HERRAMIENTAS, p. ej. DISPOSITIVOS PARA COPIAR O CONTROLAR (herramientas del tipo utilizado en tornos o máquinas de agujerear B23B 27/00 ); MAQUINAS HERRAMIENTAS DE UTILIZACION GENERAL, CARACTERIZADAS POR LA ESTRUCTURA DE CIERTAS PARTES CONSTITUTIVAS O DISPOSITIVOS; COMBINACIONES O ASOCIACIONES DE MAQUINAS PARA TRABAJAR EL METAL NO DESTINADAS A UN TRABAJO EN PARTICULAR. › B23Q 1/00 Elementos componentes de la estructura general de un tipo de máquina, y más especialmente los elementos fijos más grandes (B23Q 37/00 tiene prioridad). › con sólo dos pares de rotación.

Clasificación PCT:

  • B23C1/12 B23C 1/00 […] › con husillos regulables en ángulos diferentes, p. ej. vertical u horizontalmente.
  • B23C9/00 B23C […] › Partes constitutivas o accesorios en la medida en que son especialmente aptos para máquinas o utensilios de fresado (accionamiento, dispositivos de mando o accesorios, en general B23Q).
  • B23Q1/54 B23Q 1/00 […] › con sólo dos pares de rotación.
CABEZAL PARA FRESADORA.

Fragmento de la descripción:

Cabezal para fresadora.

En la tecnología convencional se utiliza un cabezal para máquina fresadora constituido por un codo que gira respecto a la máquina y una cabeza porta-herramienta que gira respecto al codo.

Con la combinación de ambos giros se trata de conseguir el posicionamiento espacial deseado de la herramienta (fresa) de trabajo.

En los cabezales conocidos surge el problema de que los posicionamientos automáticos del codo respecto a la máquina, y de la cabeza porta-herramienta respecto al codo es discontinuo (posicionamientos mediante coronas dentadas Hirth), dando como resultado la imposibilidad de que el posicionamiento del eje de la herramienta sea continuo y por tanto, con carencias sustanciales en la utilidad ya que en muy pocas combinaciones de ambos giros dan como resultado grados angulares exactos en el eje de la herramienta.

El cabezal objeto del invento supera el mencionado problema con las siguientes disposiciones:

a)el bloqueo/desbloqueo del codo respecto a la máquina y de la cabeza respecto al codo se realiza con juegos de tornillos de apriete mediante la acción de un sistema hidromecánico, donde cada tornillo define un cuerpo que hace de pistón, un cuello que hace de émbolo y una cabeza con función de apriete/desapriete estando los cuerpos de dichos tornillos dispuestos en unos orificios practicados en la máquina -o en el codo en su caso-; estando las cabezas alojadas en un sangrado circunferencial practicado en el codo -o en la cabeza en su caso-. b)el sistema de accionamiento del giro de la cabeza esta constituido por un motor que actúa sobre una transmisión de engranajes.

El primer sistema de accionamiento se complementa con un captador de posición directo.

Estos sistemas de accionamiento del codo y cabeza permiten asegurar la posición alcanzada, en rangos de 0,001 grados. La fuerza ejercida por el sistema de bloqueo es capaz de soportar los esfuerzos de fresado del cabezal a plena potencia.

Para comprender mejor el objeto de la presente invención, se representa en los planos una forma preferente de realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.

La figura 1 es una vista esquemática de una sección longitudinal de una realización práctica del cabezal objeto del invento, en la que se observa el sistema de accionamiento de la cabeza (1) y sus elementos de bloqueo/desbloqueo respecto al codo (2), así como sus respectivos sistemas de accionamiento del codo (2) elementos de bloqueo/desbloqueo respecto a la máquina (3).

Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento.

El cabezal se compone de dos partes, un codo (2) y una cabeza (1) en la que se aloja el husillo porta-herramientas.

El codo (2) para su posicionamiento gira alrededor del eje A, mientras que la cabeza (1) lo hace alrededor del eje B.

El posicionamiento en el espacio del eje donde se acopla la herramienta de fresado (eje C) se consigue mediante el posicionamiento en ángulos determinados de la cabeza (1) y codo (2).

Para conseguir un posicionamiento utilizable del husillo porta-herramientas (eje C) es necesario que el posicionamiento de la cabeza (1) y codo (2) sea realizado sin escalones, es decir que los incrementos del posible posicionamiento estén dentro de un rango tan pequeño como sea posible. (En el cabezal objeto del invento se consigue una precisión de 0,001 grados).

Tal como se observa en la representación esquemática de la figura 1, el codo (2) va unido a un carro o componente de la máquina herramienta (3) y gira alrededor del eje A. Para el giro y control tanto axial como radial del codo (2) se utilizan los rodamientos D, pudiéndose emplear también casquillos o cojinetes, sin alterar por ello la esencia del invento.

El sistema de accionamiento para lograr el giro del codo (2) respecto a la máquina (3) es un servosistema de lazo cerrado compuesto de un motor de accionamiento (7) y un sistema de medida o captador de posición directo (4). El mando del servosistema puede realizarse por medio de un Control Numérico, de un PLC o mediante tarjetas electrónicas de regulación y control de posicionamiento.

El accionamiento para el giro se realiza por medio del citado motor independiente (7), unido a un juego de engranajes cilíndricos (6) con dentado helicoidal, que transmiten el movimiento a través de un engranaje (9) unido solidariamente al conjunto del árbol de giro (8), el cual a su vez esta unido al codo (2).

Los citados juegos de engranajes (6) van precargados por la acción de un muelle coaxial (5), para compensar de forma continua desgastes, saltos, sobreesfuerzos o discontinuidades cualesquiera.

El motor (7) puede ser eléctrico o hidráulico, sin alterar por ello la esencia del invento.

La medida de la posición del giro del codo (2) se obtiene directamente mediante un encoder (4).

Una vez conseguido el posicionamiento del codo (2), éste es bloqueado y fijado al carro o componente de la máquina herramienta (3), mediante la presión ejercida por el codo (2) contra el elemento (10) de referencia, que va alojado en el carro o componente de la máquina (3).

El elemento (10) puede ser el propio carro o componente de la máquina (3).

La fuerza de bloqueo entre el codo (2) y el elemento de referencia (10) se consigue bien mediante presión hidráulica, bien utilizando resortes o utilizando ambos medios a la vez.

En el ejemplo de realización (representado con detalle en la figura 1), se observa el posicionamiento del codo (2) respecto al carro o componente de la máquina-herramienta (3), (10) y como aquél es bloqueado en éste. Por simplificación se ha representado solamente uno, aunque se ubican varios juegos similares dispuestos circunferencial- mente.

Según el ejemplo de realización representado en la figura 1, para conseguir esta fuerza de bloqueo se ha practicado en el codo (2) un sangrado circunferencial (17) y en el componente -máquina-herramienta (3) o elemento de referencia (10) que va alojado en ella- unos orificios (11), dispuestos circunferencialmente.

En el citado sangrado circunferencial (17) se ubican las cabezas (16) de varios tornillos (14) de apriete con cuerpo (12) que hace de pistón, cuello (14) que hace de émbolo y cabeza (16) con función de apriete/desapriete; estando los cuerpos (12) de dichos tornillos (14) ubicados en los citados orificios ciegos (11) dispuestos circunferencialmente. Se disponen también unos muelles de platillos (13) alojados en dichos orificios (11), escoltando al cuello (14) del correspondiente tornillo y ejerciendo presión contra el cuerpo (10) y pared antagónica.

El codo (2) se bloquea/aprieta contra el elemento/componente (10) referencial por la acción ejercida por dichas cabezas (16) mediante la presión hidráulica que se hace actuar sobre una cara del pistón (12) y por los muelles de platillos (13). El desbloqueo para permitir el giro libre del codo (2), se consigue anulando la fuerza de bloqueo anterior y produciendo una fuerza en sentido contrario, mediante la presión hidráulica ejercida sobre la otra cara del pistón (12), de forma que se consigue una holgura de las cabezas (16), los tornillos (14) en su alojamiento (17) en el codo (2) y permite el giro libre de dicho codo (2).

En el ejemplo de realización (representado con detalle en la figura 1), se observa el posicionamiento de la cabeza (1) respecto al codo (2) y como aquella es bloqueada en éste.

La cabeza (1) va unida al codo (2) y gira alrededor del eje B. Para el giro, control axial y radial se utilizan los rodamientos E, pudiéndose emplear también casquillos o cojinetes.

El sistema de accionamiento es un servosistema de lazo cerrado compuesto de un motor de accionamiento (23) y un sistema de medida. El control del servosistema puede realizarse por medio de un Control Numérico, de un PLC o mediante tarjetas electrónicas de regulación y control de posicionamiento.

El accionamiento para el giro se realiza mediante el citado motor independiente (23) y una transmisión de engranajes (22) que constituyen una cadena cinemática, la cual transmite el movimiento...

 


Reivindicaciones:

1. Cabezal para fresadora, de los que constan de un codo (2) que gira respecto a la máquina (3) y una cabeza porta-herramienta (1) que gira respecto al codo (2); caracterizado porque:

a)el bloqueo/desbloqueo tanto del codo (2) respecto a la máquina (3) como de la cabeza (1) respecto al codo (2) se realiza con juegos de tornillo de apriete mediante la acción de un sistema hidromecánico; b)el sistema de accionamiento del giro de codo (2) es un sistema de lazo cerrado, constituido por un motor independiente (7) que actúa sobre una transmisión de engranajes (6) y dispone un captador de posición directo (4); c)el sistema de accionamiento del giro de la cabeza (1) es un sistema de lazo cerrado constituido por un motor independiente (23) que actúa sobre una transmisión de engranajes (22), y dispone un captador de posición directo (24).

2. Cabezal para fresadora, según reivindicación anterior, caracterizado porque cada juego de tornillos y sistema hidromecánico para bloqueo/desbloqueo del codo (2) respecto a la máquina (3) lo constituyen:

- un sangrado circunferencial (17) en el codo (2);

- unos orificios (11) en la máquina-herramienta (3) o componente (10) alojado en ella;

- unos tornillos de apriete, cuyas cabezas (16) se ubican en el sangrado circunferencial (17), y cuyos cuerpos (12), hacen de pistón en el correspondiente orificio ciego (11);

- unos muelles de platillos (13) alojados en dichos orificios (11) escoltando al cuello (14) del correspondiente tornillo y ejerciendo presión contra la máquina/componente (3), (10) y pared antagónica.

3. Cabezal para fresadora, según reivindicación 1, caracterizado porque cada juego de tornillos y sistema hidromecánico para bloqueo/desbloqueo de la cabeza (1) respecto al codo (2) lo constituyen:

- un sangrado circunferencial (25) en la cabeza (1);

- unos orificios (21) en el codo (2);

- unos tornillos de apriete, cuyas cabezas (20) se ubican en el sangrado circunferencial (25), y cuyos cuerpos (18), hacen de pistón en el correspondiente orificio ciego (21);

- unos muelles de platillos (19) alojados en dichos orificios (21) escoltando al cuello (21) del correspondiente tornillo y ejerciendo presión contra el codo (2) y pared antagónica.

4. Cabezal para fresadora, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque cada juego de tornillos y sistema hidromecánico para bloqueo/desbloqueo del codo (2) respecto a la máquina (3) lo constituyen:

- un sangrado circunferencial (17) en el codo (2);

- un sangrado circunferencial en la máquina-herramienta (3) o componente (10) alojado en ella;

- un elemento continuo anular (16') que se ubica en el sangrado circunferencial (17), y cuyo cuerpo hace de pistón en el sangrado circunferencial (11').

5. Cabezal para fresadora, según reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque cada juego de tornillos y sistema hidromecánico para bloqueo/desbloqueo de la cabeza (1) respecto al codo (2) lo constituyen:

- un sangrado circunferencial (25) en la cabeza (1);

- un sangrado circunferencial (21') en el codo (2);

- un elemento continuo anular (20') que se ubica en el sangrado circunferencial (25), y cuyo cuerpo hace de pistón en el correspondiente sangrado circunferencial (21').

6. Cabezal para fresadora, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los engranajes de la citada transmisión (6) son engranajes cilíndricos con dentado helicoidal precargados por la acción de un muelle coaxial (5) que compensa de forma continua desgastes, saltos, sobreesfuerzos y/o discontinuidades cualesquiera.

7. Cabezal para fresadora, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada citado captador de posición directo (4), (24) es un encoder.


 

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