MAQUINA HERRAMIENTA QUE COMPRENDE UN PORTICO Y UN PORTAHERRAMIENTAS CON DOS EJES PERPENDICULARES DE GIRO.

Una máquina herramienta de múltiples ejes, que comprende:

un pórtico (2) asociado con una base (3),

que presenta una estación (4) de mecanizado en la que se acomoda una pieza (100) a trabajar; una viga móvil (8) que se extiende en una dirección horizontal (X), asociada de forma deslizante con el pórtico (2) y que tiene capacidad de movimiento en una dirección vertical (Z); un dispositivo portador (9) asociado de forma deslizante con la viga móvil (8) y que tiene capacidad de movimiento en una dirección horizontal (X); y un portaherramientas (10) montado en el dispositivo portador (9) y que se puede hacer girar, con respecto al dispositivo portador (9), en torno a un primer eje (C) que se extiende paralelo a una dirección vertical (Z), y en torno a un segundo eje (D) que se extiende paralelo a una dirección horizontal (X), siendo perpendiculares dichos dos ejes (C, D) entre sí, en la que el portaherramientas (10) comprende una porción (13) de acoplamiento fijada al dispositivo portador (9), un cuerpo central (14) conectado a la porción (13) de acoplamiento, y un elemento (15) de soporte, asociado con el cuerpo central (14) en el que se sujeta una herramienta (16) de mecanizado, en la que la porción (13) de acoplamiento está anclada de forma pivotante en el dispositivo portador (9) y se puede hacer girar en torno al primer eje (C), en la que el cuerpo central (14) está anclado de forma pivotante en la porción (13) de acoplamiento y se puede hacer girar en torno al segundo eje (D) con respecto a la porción (13) de acoplamiento, y en la que el elemento (15) de soporte está fijado al cuerpo central (14) y está montado en voladizo de tal forma que, cuando se gira en torno a dichos ejes (C, D), la herramienta (16) de mecanizado permanece fuera de un límite dimensional del portaherramientas (10),

caracterizada porque dichos ejes (C, D) no se intersectan

Máquina herramienta que comprende un pórtico y un portaherramientas con dos ejes perpendiculares de giro.

La presente invención versa acerca de una máquina herramienta de múltiples ejes conforme al preámbulo de la reivindicación 1 adjunta.

Más en particular, la invención guarda relación con el campo de la técnica de máquinas herramienta de múltiples ejes controladas de forma numérica utilizadas para llevar a cabo operaciones de fresado de alta velocidad.

Convencionalmente, dichas máquinas herramientas se utilizan en particular en las industrias aeroespaciales para contornear y taladrar piezas fabricadas de aluminio y de materiales compuestos, y en el sector del automóvil para producir modelos maestros, modelos para el fuselaje, piezas internas y troqueles.

Las máquinas de múltiples ejes del tipo en cuestión comprenden un bastidor, o pórtico, compuesto de dos miembros verticales con los primeros extremos anclados de forma deslizante o de otra manera a la base de la máquina, y asociados de forma rígida con los segundos extremos de los dos miembros verticales.

Dichas máquinas también comprenden un miembro horizontal móvil, o viga, que se desliza sobre los miembros verticales y, por consiguiente, se puede colocar más cerca o más lejos de la base. La base proporciona una estación de mecanizado a la que se fija una pieza a trabajar.

La viga móvil está acoplada de forma deslizante por sus dos extremos opuestos a los miembros verticales y sirve para soportar un dispositivo portador, desplazable horizontalmente a lo largo de la viga. A su vez, el dispositivo portador tiene una cabeza de mecanizado con un portaherramientas, al que está fijada la herramienta más adecuada para la operación de mecanizado.

Más en particular, un primer tipo convencional de máquina de múltiples ejes está equipado con un portaherramientas que tiene un grado de libertad, es decir, se puede hacer girar, con respecto al dispositivo portador desplazable horizontalmente a lo largo de la viga móvil.

En este caso, la estación de mecanizado tiene dos grados de libertad con respecto al pórtico de la máquina herramienta, en el sentido de que la estación se puede trasladar y girar con respecto al pórtico.

En consecuencia, la máquina herramienta tiene cinco grados de libertad y es capaz de llevar a cabo correctamente las operaciones requeridas en la pieza a trabajar.

Sin embargo, en realidad, las máquinas herramienta de este tipo no permitirán que se elaboren piezas a trabajar particularmente grandes, dado que durante el giro de la estación de mecanizado, dichos artículos voluminosos interferirían con las columnas del pórtico y evitarían de forma efectiva que la pieza a trabajar estuviese colocada correctamente con respecto al portaherramientas.

En otro tipo convencional de máquina herramienta, el portaherramientas tiene dos grados de libertad con respecto al dispositivo portador desplazable horizontalmente a lo largo de la viga móvil.

En particular, el portaherramientas está montado en una estructura soportante extensible a lo largo de un eje vertical con respecto al dispositivo portador y que se puede hacer girar en torno a este mismo eje vertical.

En este caso, la estación de mecanizado solo tiene un grado de libertado con respecto al pórtico, que consiste en un movimiento de traslación relativa entre el pórtico y la estación.

En consecuencia, la máquina herramienta tiene cinco grados de libertado y es capaz de llevar a cabo correctamente las operaciones requeridos en la pieza a trabajar.

Sin embargo, con este segundo tipo de diseño la rigidez de la conexión entre la herramienta y la máquina está proporcionada por la rigidez de la estructura soportante, y dado que la rigidez de la estructura soportante cuando está extendida desde el dispositivo portador es indudablemente baja, cuando se compara con la del dispositivo portador y la de la viga móvil, no se puede garantizar un gran precisión del mecanizado.

Además, debido a que la rigidez en cuestión depende de la porción de la estructura soportante que se proyecta desde el dispositivo portador, la carga transmisible de la herramienta a la pieza a trabajar compatible con un nivel dado de precisión de mecanizado nunca puede ser constante, dado que la máxima carga aplicable a la pieza que se va a mecanizar tiene que ser calculada en base a la distancia que se extiende la estructura soportante desde el dispositivo portador de herramientas.

En un tipo convencional adicional de máquina herramienta como se da a conocer en los documentos DE 20204365 o DE 10348691, el portaherramientas está montado en el dispositivo portador de forma que permite el giro del portaherramientas en torno a un eje vertical y en torno a un eje horizontal, en el que los dos ejes se intersectan y en el que la herramienta se monta en una posición en voladizo con respecto al eje horizontal.

El solicitante encuentra que las máquinas herramienta de múltiples ejes son mejorables de varias maneras, en particular con respecto a la precisión y a la flexibilidad en el mecanizado de las que son capaces.

En vista de lo anterior, el objetivo principal de la presente invención es proporcionar una máquina herramienta de múltiples ejes que no esté afectada por los inconvenientes mencionados.

En particular, el objetivo de la invención es exponer una máquina herramienta de múltiples ejes que sea capaz de una precisión elevada de mecanizado.

Un objetivo adicional de la presente invención es exponer una máquina herramienta capaz de elaborar piezas a trabajar de proporciones considerables.

Los objetivos indicados son realizados sustancialmente en una máquina herramienta de múltiples ejes como se define en la reivindicación 1.

Se describirá ahora la invención en detalle, a modo de ejemplo, con la ayuda de los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 muestra una máquina herramienta de múltiples ejes conforme a la presente invención, en una vista lateral en alzado;

- la figura 2 es una vista frontal en alzado de la máquina mostrada en la figura 1;

- la figura 3 es un detalle de la máquina de la figura 1, vista en perspectiva.

Con referencia a los dibujos, el número 1 indica una máquina herramienta de múltiples ejes, en su totalidad.

La máquina 1 presenta un pórtico 2 asociado con una base 3, la base a su vez está equipada con una estación 4 de mecanizado para acomodar una pieza 100 a trabajar.

En particular, el pórtico 2 comprende un primer miembro vertical 5 y un segundo miembro vertical 6 que se extienden en una dirección vertical "Z", del que los primeros extremos 5a y 6a respectivos están colocados a lo largo de dos lados opuestos 3a y 3b de la base 3. Además, el pórtico comprende un tercer miembro 7 asociado de forma rígida con los dos miembros verticales 5 y 6, que se extiende en una dirección sustancialmente horizontal entre los segundos extremos 5b y 6b de los mismos miembros 5 y 6.

La máquina 1 también comprende una viga 8 que se extiende en una dirección horizontal "X", asociada de forma deslizante con el pórtico 2 y que es capaz de moverse de esta manera en la dirección vertical "Z". La viga 8 está fijada al pórtico 2 por medio de extremos opuestos 8a y 8b acoplados de forma deslizante con los dos miembros verticales 5 y 6. Preferentemente, el movimiento es inducido en la viga 2 por medio de motores eléctricos lineales.

Conforme a un aspecto que no forma parte de la presente invención, y como es perceptible claramente en la figura 1, la viga 8 está montada en voladizo desde el pórtico 2 de forma que se desliza verticalmente, con respecto al pórtico, en un plano paralelo y separado de los ejes verticales en los que están alineados los miembros verticales 5 y 6.

La viga 8 está equipada con un dispositivo portador 9 montado de forma deslizante en la dirección horizontal "X", del que una porción inferior 9a tiene una cabeza de mecanizado con un portaherramientas 10. El dispositivo portador 9 está montado en voladizo desde la viga 8 en el lado alejado de los dos miembros verticales 5 y 6, como se muestra en la figura 1.

De forma ventajosa, el portaherramientas 10 puede girar con respecto al dispositivo portador 9 en torno a dos ejes perpendiculares entre sí, indicados como "C" y "D".

Configurada de esta manera, la máquina 1 tiene cinco grados de libertad y es capaz...

1. Una máquina herramienta de múltiples ejes, que comprende:

porque dichos ejes (C, D) no se intersectan.

2. Una máquina como en la reivindicación 1, en la que el portaherramientas (10) está montado directamente en una porción inferior (9a) del dispositivo portador (9).

3. Una máquina como en la reivindicación 1, en la que el elemento (15) de soporte está asociado de forma rígida con el cuerpo central (14) y está montado en voladizo en el mismo.

4. Una máquina como en la reivindicación 3, en la que se puede hacer girar el elemento (15) de soporte en torno al primer eje (C) y al segundo eje (D) entre una pluralidad de posiciones en las que una herramienta (16) de mecanizado asociada permanece fuera del límite dimensional del portaherramientas (10).

5. Una máquina como en las reivindicaciones precedentes, en la que la viga móvil (8), está montada en voladizo en el pórtico (2).

6. Una máquina como en las reivindicaciones precedentes, en la que el dispositivo portador (9) está montado en voladizo en la viga móvil (8) en el lado alejado del pórtico (2).

7. Una máquina como en las reivindicaciones precedentes, en la que la estación (4) de mecanizado y el pórtico (2) tienen un grado de libertad de desplazamiento mutuo en una dirección longitudinal (Y) perpendicular a la dirección horizontal (X) y a la dirección vertical (Z).

8. Una máquina como en la reivindicación 7, en la que el pórtico (2) está fijado con respecto a la base (3), y la estación (4) de mecanizado tiene capacidad de movimiento con respecto a la base (3) en la dirección longitudinal (Y).

9. Una máquina como en la reivindicación 8, en la que se puede anclar una pieza (100) a trabajar acomodada por la estación (4) de mecanizado a una mesa (11) deslizable a lo largo de guías (12) de bancada presentadas por la base (3) y que se extienden en una dirección paralela a la dirección longitudinal (Y).