HUSILLO DE TRABAJO CON UN DISPOSITIVO PARA LA SUPERVISIÓN DE LA POSICIÓN DE UNA HERRAMIENTA O SOPORTE DE LA HERRAMIENTA EN EL HUSILLO DE TRABAJO.

Husillo de trabajo (1) con un dispositivo para la supervisión de la posición de una herramienta (4) o soporte de herramienta en el husillo de trabajo (1),

en el que el dispositivo presenta al menos un elemento de sensor (5) eléctrico, que está dispuesto junto o en el husillo de trabajo (1) de tal manera que se ve influenciado por el contacto de la herramienta (4) o del soporte de la herramienta con el husillo de trabajo (1), caracterizado porque se trata de un elemento de sensor (5) eléctrico pasivo, porque un parámetro eléctrico del elemento de sensor (5) se ve influenciado por el contacto de la herramienta (4) o del soporte de la herramienta con el husillo de trabajo (1), porque el elemento de sensor (5) está conectado en una rama de una conexión en puente (6), que está calibrado con una disposición plana de la herramienta (4) o del soporte de la herramienta en el husillo de trabajo (1), y está desintonizado si se produce una desviación de la posición de la herramienta (4) o del soporte de la herramienta respecto a la disposición plana en el husillo de trabajo (1), y porque están distribuidos al menos tres elementos de sensor (5) espacialmente a lo largo de la parte frontal del husillo de trabajo (1), y están conectados entre ellos dentro de una rama de la conexión en puente (6)

La invención se refiere a un husillo de trabajo con un dispositivo para la supervisión de la posición de una herramienta o soporte de la herramienta en el husillo de trabajo según el preámbulo de la reivindicación 1. 5

En las máquinas herramientas se puede ocasionar una tensión subóptima de la herramienta por medio de obstrucciones en las superficies de contacto. Las obstrucciones pueden estar formadas, en particular, por virutas de material que se originan inevitablemente en el mecanizado de una pieza de trabajo. Como consecuencia, debido a una inclinación o bien un desplazamiento del eje de la herramienta se puede producir un mecanizado deficiente. Este efecto se refuerza aún más por medio del empleo de herramientas largas. Para la mejora de la calidad de fabricación y para la 10 reducción de la proporción de desechos es deseable poder reconocer la aparición de una tensión de herramienta incorrecta ya antes del comienzo del mecanizado. Debido a ello ya se ha propuesto el hecho de comprobar la calidad de la tensión de la herramienta por medio de una supervisión de la disposición en plano de la herramienta.

Un concepto conocido es la supervisión de la disposición en plano de la herramienta por medio de aire comprimido. Para ello se usa un sistema de aire comprimido que se activa en el caso de un cambio de herramienta. Una 15 tensión de herramienta óptima lleva a un establecimiento de una presión en la región del espacio hueco del tensor de la herramienta, mientras que una tensión incorrecta de la herramienta no permite ningún establecimiento de presión, o sólo un establecimiento reducido. La corrección de la tensión de la herramienta se puede detectar a partir de una medición de presión. La condición, sin embargo, es un sistema de canales de aire en el husillo de trabajo o bien en el tensor de la herramienta, así como un suministro correspondiente de aire comprimido. 20

El documento DE 103 51 347 A1 describe la supervisión de las fuerzas que se producen en el dispositivo de tensión de una máquina herramienta por medio de sensores sensibles a la presión, tensión o a la fuerza. El objetivo que se persigue con ello reside en la supervisión simultánea de la tensión correcta de la herramienta y de las fuerzas que se producen durante el mecanizado, para poder optimizar parámetros de proceso en el mecanizado. Para ello, los sensores han de estar integrados en el dispositivo de tensado de tal manera que están integrados en el flujo de fuerzas que se 25 produce allí durante el mecanizado. El documento no concreta el tipo de los sensores que se han de emplear.

El documento DE 199 59 778 A1 enseña el uso de un sistema de telemetría con sensores que miden la distancia para el control simultáneo del estado de tensión y de la disposición en plano del alojamiento de la herramienta en el husillo. Sin embargo, el documento no contiene ninguna indicación más precisa sobre la configuración de los sensores y de la unidad de telemetría. La invención parte de este estado de la técnica. 30

El documento DE 103 29 561 A1 da a conocer un alojamiento de herramienta integrado en el sensor para la determinación de las fuerzas de corte que se producen en el mecanizado de una pieza de trabajo en el punto de contacto entre herramienta y herramienta. En este caso, las fuerzas de corte radiales se determinan por medio de tiras de medición de extensión colocadas de modo adecuado sobre una región de deformación dependiendo de sus dimensiones. Estas últimas están conectadas entre ellas para formar una conexión en puente, para generar una tensión de salida proporcional 35 a la fuerza de corte buscada.

El documento DE 43 44 264 A1 muestra un detector de posición para la determinación de si una pieza de trabajo está dispuesta sobre una superficie de referencia, por medio de la constatación de una contrapresión de una tobera, desde la que se lanza un líquido a presión sobre la superficie de la pieza de trabajo. La constatación de la contrapresión se realiza por medio de un sensor de presión semiconductor de un chip, que contiene internamente una conexión en puente 40 de resistencias de medición.

El objetivo de la invención es crear una solución nueva y adecuada para la supervisión de la disposición en plano de una herramienta o de un soporte de herramienta en un husillo de trabajo, que se pueda realizar de un modo sencillo y barato.

Este objetivo se consigue según la invención por medio de un husillo de trabajo con las características de la 45 reivindicación 1. Las configuraciones ventajosas están indicadas en las reivindicaciones subordinadas.

La invención prevé unos sensores puramente pasivos en la base de una conexión en puente, en la que se ejerce una influencia sobre un parámetro eléctrico de al menos un elemento de sensor eléctrico pasivo contenido en una de sus ramas por parte de la disposición de la herramienta o del soporte de la herramienta en el husillo de trabajo, de manera que una desviación de la posición de la herramienta o del soporte de la herramienta respecto a una disposición plana en el 50 husillo de trabajo lleva a una desintonización de la conexión en puente. Para ello, en contraposición al estado de la técnica mencionado previamente ni se requiere energía auxiliar neumática, ni juega un papel importante el flujo de fuerza en el dispositivo de sujeción. La invención se concentra completamente en la constatación de la disposición en plano de la herramienta o del soporte de la herramienta en el husillo de trabajo, y se realiza con medios comparativamente sencillos y

baratos.

Como efectos por medio de los cuales se puede influenciar un parámetro eléctrico activo dentro de una conexión en puente de un elemento de sensor se pueden usar alternativamente la variación de una resistencia por medio del contacto galvánico entre los electrodos del lado del husillo y la herramienta o el soporte de la herramienta, la variación de una inductividad por medio de la permeabilidad de la herramienta o del soporte de la herramienta o la variación de una 5 capacidad por medio del uso de la herramienta o del soporte de la herramienta como electrodos de condensador.

A continuación se describen ejemplos de realización de la invención tomando como referencia los dibujos. En estos se muestra.

Fig. 1 una vista frontal de un husillo de trabajo con superficies de apoyo de la herramienta,

Fig. 2 una vista en sección longitudinal parcial de una tensión de herramienta incorrecta, 10

Fig. 3 una conexión de sensores conforme a la invención con acoplamiento capacitivo de estator-rotor,

Fig. 4 una conexión de sensores conforme a la invención con acoplamiento inductivo de estator-rotor,

Fig. 5 un esquema equivalente de la conexión según la Fig. 4 y

Fig. 6 la dependencia cualitativa de la impedancia de entrada del montaje equivalente según la Fig. 5 del factor de acoplamiento k y de la capacidad del sensor. 15

La Fig. 1 muestra la vista frontal de un husillo de trabajo 1, que es parte constituyente de una máquina de mecanizado no representada, en particular de una máquina herramienta. El husillo de trabajo 1 presenta en su parte frontal varias superficies de apoyo 2, con las que tiene que estar en contacto una herramienta o un soporte de herramienta en el estado tensado de modo plano. Estas superficies de apoyo 2 se encuentran precisamente de modo paralelo plano entre ellas en un único plano. Para el uso de las herramientas o soportes de herramientas determinados en el husillo de trabajo 20 1, pudiendo alojar este último, por su parte, varias herramientas, presentan en su parte posterior igualmente superficies de apoyo correspondientes en la parte frontal. En una disposición plana de las superficies de apoyo del lado de la herramienta o del lado del soporte de la herramienta en las superficies de apoyo 2 del lado del husillo, el eje longitudinal de la herramienta o del soporte de la herramienta discurre exactamente de modo paralelo al eje longitudinal del husillo de trabajo 1. El centrado de la herramienta o del soporte de la herramienta referido al husillo de trabajo 1 se realiza por medio de 25 superficies de apoyo en forma cónica en el interior del husillo de trabajo 1.

En caso de una obstrucción de una de las superficies de apoyo 2 ya no es posible una disposición plana de la herramienta o del soporte de la herramienta en el husillo de trabajo 1. En particular, una obstrucción de este tipo puede tener lugar por medio de las virutas que se... [Seguir leyendo]

1. Husillo de trabajo (1) con un dispositivo para la supervisión de la posición de una herramienta (4) o soporte de herramienta en el husillo de trabajo (1), en el que el dispositivo presenta al menos un elemento de sensor (5) eléctrico, que está dispuesto junto o en el husillo de trabajo (1) de tal manera que se ve influenciado por el contacto de la herramienta (4) o del soporte de la herramienta con el husillo de trabajo (1), caracterizado porque se trata de un elemento de sensor (5) 5 eléctrico pasivo, porque un parámetro eléctrico del elemento de sensor (5) se ve influenciado por el contacto de la herramienta (4) o del soporte de la herramienta con el husillo de trabajo (1), porque el elemento de sensor (5) está conectado en una rama de una conexión en puente (6), que está calibrado con una disposición plana de la herramienta (4) o del soporte de la herramienta en el husillo de trabajo (1), y está desintonizado si se produce una desviación de la posición de la herramienta (4) o del soporte de la herramienta respecto a la disposición plana en el husillo de trabajo (1), y 10 porque están distribuidos al menos tres elementos de sensor (5) espacialmente a lo largo de la parte frontal del husillo de trabajo (1), y están conectados entre ellos dentro de una rama de la conexión en puente (6).

2. Husillo de trabajo según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de sensor (5) es una resistencia óhmica cuyo valor se ve influenciado por medio de un contacto eléctrico entre electrodos junto o dentro del husillo de trabajo (1) y la herramienta (4) o soporte de la herramienta. 15

3. Husillo de trabajo según la reivindicación 2, caracterizado porque junto a o en la superficie de apoyo (2) del husillo de trabajo (1) están previstos varios electrodos, que se unen entre ellos de modo galvánico por medio de la herramienta (4) o del soporte de la herramienta con una disposición plana de la misma en el husillo de trabajo (1).

4. Husillo de trabajo según la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de sensor (5) es un pulsador eléctrico con un elemento de accionamiento dispuesto junto a o en la superficie de apoyo (2) del husillo de trabajo (1), que 20 se acciona por medio de la herramienta (4) o el soporte de la herramienta cuando se produce su contacto con el husillo de trabajo (1) de modo mecánico.

5. Husillo de trabajo según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de sensor (5) es una inductividad, cuyo valor se ve influenciado por medio de la distancia entre el husillo de trabajo (1) y la herramienta (4) o el soporte de la herramienta como consecuencia de la permeabilidad magnética de la herramienta (4) o del soporte de la herramienta. 25

6. Husillo de trabajo según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de sensor (5) es una capacidad, cuyo valor se ve influenciado por medio de la distancia entre el husillo de trabajo (1) y la herramienta (4) o el soporte de la herramienta, en el que la herramienta (4) o el soporte de la herramienta hace las veces de uno de los electrodos de la capacidad.

7. Husillo de trabajo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la frecuencia de la tensión de 30 alimentación de la conexión en puente (6) se elige de tal manera que la conexión en puente (6) se encuentra en resonancia en caso de una disposición plana de la herramienta (4) o del soporte de la herramienta en el husillo de trabajo (1).

8. Husillo de trabajo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque una parte de la conexión en puente (6), que comprende al menos la fuente de energía (7) prevista para la alimentación y la toma de la tensión diagonal, 35 está dispuesta en el exterior del husillo de trabajo (1), y porque está prevista una conexión eléctrica móvil giratoria respecto a la parte dispuesta en el husillo de trabajo (1) de la conexión en puente (6) a través de un acoplamiento capacitivo o inductivo.