Máquina de cinemática paralela teniendo una junta de dispositivos de ajuste con un cabezal posicionador.

Máquina de cinemática paralela (1) que comprende una junta (17) conectada a un dispositivo de ajuste

(5) de la máquina, donde el dispositivo de ajuste (5) está adaptado para mover en el espacio un cabezal posicionador (16) conectado a la máquina, caracterizada por que el dispositivo de ajuste (5) está montado alrededor de un soporte basculante (30, 106) para que pueda rotar alrededor de un eje de soporte basculante (50) donde el soporte basculante (30, 106) está montado a su vez para poder rotar alrededor de un eje principal (20) que se extiende a través de los medios de soporte del dispositivo de ajuste alrededor del soporte basculante (30, 106) y donde la junta (17) está dispuesta entre el dispositivo de ajuste (5) y el cabezal posicionador (16) o, alternativamente, entre el dispositivo de ajuste (5) y/o un bastidor (3) donde un extremo (31) del dispositivo de ajuste (5) está montado para poder rotar alrededor del soporte basculante (30, 106) que, a su vez, está montado, de modo que pueda rotar, en el cabezal posicionador (26) y/o el bastidor (3) para poder rotar alrededor de dicho eje principal (20), donde el eje del soporte basculante (50) y el eje principal (20) intersecan entre sí a un ángulo α, donde 1°≤ α ≤45°.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2004/011002.

Solicitante: PKMTRICEPT S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: NEUMANN, KARL-ERIK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > PARTES CONSTITUTIVAS, DISPOSITIVOS O ACCESORIOS DE... > Elementos componentes de la estructura general de... > B23Q1/54 (con sólo dos pares de rotación)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA... > Pivotes; Uniones pivotantes (disposición relativa... > F16C11/06 (Articulaciones de rótula; Otras articulaciones que tienen más de un grado de libertad angular, es decir, juntas universales (juntas universales en las cuales la flexibilidad se logra con pivotes u órganos de unión deslizantes o rodantes F16D 3/16))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > HERRAMIENTAS MANUALES; HERRAMIENTAS DE MOTOR PORTATILES;... > MANIPULADORES; RECINTOS CON DISPOSITIVOS DE MANIPULACION... > Uniones > B25J17/02 (Uniones articuladas)

PDF original: ES-2457275_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Campo de la invención La presente invención se refiere a las máquinas de cinemática paralela del tipo trípode o hexápodo, y en particular a las juntas que conectan los dispositivos de ajuste de dichas máquinas a las máquinas propiamente dichas.

Fundamentos de la invención Los correspondientes dispositivos de ajuste de las máquinas de cinemática paralela comprenden, por ejemplo, un pistón movible axialmente en un cilindro que está sujeto por un extremo a un cabezal posicionador mediante una primera junta y a un bastidor mediante una segunda junta, siendo ambas juntas, juntas universales. Véase por ejemplo la patente SE 452 279 y su correspondiente especificación de Patente Europea 0202206. Estas juntas precisan dos grados de libertad en lo que respecta al movimiento del cabezal posicionador. Dado que el dispositivo de ajuste normalmente es un mecanismo de tornillo-tuerca se obtiene también un tercer grado de libertad en forma de movimiento giratorio de un componente del dispositivo de ajuste. Es preciso eliminar este grado de libertad para conseguir el desplazamiento axial. Las juntas conocidas hasta ahora y sus dispositivos de ajuste adoptan la forma de juntas de rótula esféricas con tres grados de libertad, comprendiendo dos movimientos angulares y un movimiento rotacional, donde un grado de libertad (el movimiento rotacional generado por el dispositivo de ajuste) está enclavado, bien en la junta propiamente dicha, o bien en el dispositivo de ajuste.

Otras juntas conocidas son juntas cardán universales que aunque tienen solo dos grados de libertad (dos movimientos angulares) son demasiado grandes y complicadas cuando se consigue la rigidez suficiente. Una máquina de cinemática paralela que posee estas juntas se muestra, por ejemplo, en la patente US6099217.

El inconveniente con estas juntas conocidas hasta ahora reside en la insuficiente rigidez de la junta y de los soportes de la junta, o en la complicación constructiva de la misma, resultando ambos factores en una disminución de las tolerancias con respecto al movimiento del cabezal posicionador.

Otro inconveniente que presentan las juntas conocidas es que tienden a ser excesivamente grandes cuando se las dota de la rigidez suficiente, factor que tiene un efecto limitante sobre la movilidad del cabezal posicionador.

Objeto de la invención El objeto de la presente invención es ofrecer una solución a estos problemas y presentar una máquina de cinemática paralela que comprende una junta del dispositivo de ajuste del tipo de las mencionadas anteriormente que posee un número de grados de libertad suficientes para el movimiento del cabezal posicionador, en una construcción de gran rigidez y que al mismo tiempo ahorre espacio.

Un tercer objeto es utilizar un tercer grado de libertad que se deriva de la rotación del dispositivo de ajuste como junta, en vez de eliminar este grado de libertad a través de la construcción de la junta.

Otro objeto de la invención es presentar una máquina de cinemática paralela que comprende una junta que permite elevadas tolerancias con respecto al movimiento del cabezal posicionador.

Otro objeto más de la invención es presentar una máquina de cinemática paralela que comprende una junta sencilla y económica desde el punto de vista técnico/productivo.

Resumen de la invención Estos objetivos son satisfechos por la presente invención, tal como se define en la reivindicación independiente. Las reivindicaciones dependientes que la acompañan permitirán ver las realizaciones convenientes de la invención.

Un dispositivo de ajuste es, por ejemplo, un mecanismo de tornillo y tuerca, donde el tornillo o la tuerca pueden sere también un pistón capaz de desplazarse axialmente dentro de un cilindro. A este respecto, la invención se refiere a una máquina de cinemática paralela que comprende una junta entre el dispositivo de ajuste y un cabezal posicionador y/o un bastidor de la máquina de cinemática paralela. Un extremo del pistón está montado de forma que pueda rotar alrededor del llamado soporte basculante que pivota alrededor de un eje de soporte basculante que se extiende a su través. El soporte basculante, a su vez, está montado para poder girar con respecto al cabezal posicionador y/o el bastidor, alrededor de un eje principal, intersecando ambos ejes a un ángulo fijo a, cumpliéndose que 1°º a º 45° y donde a es preferiblemente 5° º a º20°. El ángulo implica, pues, que el eje del soporte basculante basculará sobre el eje cuando el soporte basculante gira alrededor de dicho eje.

Según una primera realización, el soporte basculante adopta la forma de un árbol de soporte que gira alrededor de dicho eje principal y que tiene dos extremos, cada uno de los cuales está montado, de forma que pueda girar, en un alojamiento de un cojinete conectado, de forma fija, al cabezal posicionador y/o al bastidor. En este caso, el soporte basculante forma parte del árbol de soporte. Como alternativa a la primera realización, el soporte basculante puede adoptar la forma de una pieza que se acopla firmemente a dicho árbol de soporte pero que puede ser desmontada.

Según una segunda realización, el soporte basculante se monta, de modo que pueda girar, en un árbol de soporte que está firmemente sujeto al cabezal posicionador y/o al bastidor.

El soporte basculante incluye también una superficie de montaje de un cojinete externo o una superficie de cojinete externo en la que se monta el dispositivo de ajuste.

Además, cuando el dispositivo de ajuste se monta en el cabezal posicionador y/o en el bastidor, el ángulo fijo a se orienta con respecto al árbol de soporte de modo que se permita un movimiento de basculación entre el dispositivo de ajuste y el árbol de soporte en respuesta a la rotación del soporte basculante alrededor del eje principal.

Así pues, la rotación sobre el citado eje principal se produce, bien cuando el árbol de soporte, al que el soporte basculante está firmemente conectado, gira o cuando el soporte basculante gira sobre el árbol de soporte.

Otro resultado conseguido mediante la presente invención es que el movimiento rotacional relativamente largo del soporte basculante que tiene lugar cuando el dispositivo de ajuste bascula en su junta, hace posible el transporte eficaz de lubricante.

Aunque la junta tiene como principal fin conectar de forma móvil el dispositivo de ajuste al cabezal posicionador, la junta puede también constituir una junta para un segundo dispositivo de ajuste, proporcionando una conexión móvil entre el dispositivo de ajuste y el bastidor o armazón de la máquina.

Breve descripción de los dibujos A continuación se describirá la presente invención en mayor detalle haciendo referencia a ejemplos de realizaciones de la misma y a los dibujos que la acompañan, en los que:

La figura 1: ilustra una máquina de cinemática paralela en forma de un trípode que incluye una junta según una primera realización de la invención;

La figura 2: es una vista desde arriba y a lo largo del dispositivo de la junta según la figura 1 únicamente, e ilustra la junta en su posición de partida a un ángulo de 0º alrededor del eje principal;

La figura 3: es una vista en sección del eje principal tomada sobre la línea A-A de la figura 2;

La figura 4: es una vista lateral de la junta según la figura 2, es decir, muestra la junta a un ángulo de 90º alrededor del eje principal;

La figura 5: es una vista en sección del eje principal tomada sobre la línea B-B de la figura 4;

La figura 6: es una vista superior según la figura 2 pero mostrando el dispositivo de ajuste inclinado un ángulo de 7º con respecto al eje principal;

La figura 7: es una vista en sección... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Máquina de cinemática paralela (1) que comprende una junta (17) conectada a un dispositivo de ajuste (5) de la máquina, donde el dispositivo de ajuste (5) está adaptado para mover en el espacio un cabezal posicionador (16) conectado a la máquina, caracterizada por que el dispositivo de ajuste (5) está montado alrededor de un soporte basculante (30, 106) para que pueda rotar alrededor de un eje de soporte basculante (50) donde el soporte basculante (30, 106) está montado a su vez para poder rotar alrededor de un eje principal (20) que se extiende a través de los medios de soporte del dispositivo de ajuste alrededor del soporte basculante (30, 106) y donde la junta (17) está dispuesta entre el dispositivo de ajuste (5) y el cabezal posicionador (16) o, alternativamente, entre el dispositivo de ajuste (5) y/o un bastidor (3) donde un extremo (31) del dispositivo de ajuste (5) está montado para poder rotar alrededor del soporte basculante (30, 106) que, a su vez, está montado, de modo que pueda rotar, en el cabezal posicionador (26) y/o el bastidor (3) para poder rotar alrededor de dicho eje principal (20) , donde el eje del soporte basculante (50) y el eje principal (20) intersecan entre sí a un ángulo a, donde 1°ºaº45°.

2. Máquina de cinemática paralela (1) que comprende una junta (17) conectada a un dispositivo de ajuste (5) de la máquina según la reivindicación 1, caracterizada por que el eje del soporte basculante (50) y el eje principal (20) intersecan entre sí a un ángulo a, donde 5° ºa º20°.

3. Máquina de cinemática paralela (1) que comprende una junta (17) conectada a un dispositivo de ajuste (5) de la máquina según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizada por que el soporte basculante (30, 106) incluye una superficie de montaje de cojinete externo (34) o una superficie de cojinete externo sobre la que se monta el dispositivo de ajuste (5) .

4. Máquina de cinemática paralela (1) que comprende una junta (17) conectada a un dispositivo de ajuste (5) de la máquina según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizada por que el soporte basculante (30, 106) está firmemente conectado a un árbol de soporte (33) que tiene dos extremos (35, 36) que están conectados, de modo que puedan rotar, al cabezal posicionador (16) y/o al bastidor (3)

5. Máquina de cinemática paralela (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada por que el soporte basculante (30, 106) está conectado, de modo que pueda rotar, a un árbol de soporte (33) que posee dos extremos (113, 114) de los que, al menos un extremo (114) está conectado al cabezal posicionador (16) y/o al bastidor (3) .

6. Máquina de cinemática paralela (1) que comprende una junta (17) conectada a un dispositivo de ajuste (5) de la máquina según la reivindicación 5, caracterizada porque un extremo (113) del árbol de soporte se inserta en un primer medio de montaje (102) de junta que está fijado axialmente mediante un acoplamiento de abrazadera (112) ; y por que el otro extremo (114) del árbol de soporte está firmemente conectado a un segundo medio de montaje (104) de junta.

7. Máquina de cinemática paralela (1) que comprende una junta (17) conectada a un dispositivo de ajuste (5) de la máquina, según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizada por que el ángulo a se orienta con respecto al árbol de soporte (33) cuando el dispositivo de ajuste (5) está montado en el cabezal posicionador (16) y/o el bastidor (3) , para permitir la basculación entre el dispositivo de ajuste (5) y el soporte basculante (30, 106) mediante una rotación del soporte basculante (30, 106) sobre el eje principal (20) .

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