Dispositivo de sujeción de herramienta.

Dispositivo de sujeción de herramienta, en particular para un husillo de trabajo de una máquina de procesado,

con un elemento de accionamiento (3) que se puede desplazar por medio de un accionamiento entre una primera posición, en la que el dispositivo de sujeción de herramienta se encuentra en la posición de sujeción, y una segunda posición, en la que el dispositivo de sujeción de herramienta se encuentra en la posición de desprendimiento, en el que para el registro de una posición del elemento de accionamiento (3) está previsto un sensor en forma de al menos un componente eléctrico, que está integrado desde el punto de vista constructivo en el dispositivo de sujeción de herramienta, y en el que al menos una sección del elemento de accionamiento (3) conforma directamente un componente del al menos un componente eléctrico, y su posición influye sobre una característica eléctrica de este componente, y en el que el componente es al menos una capacidad eléctrica, cuyo valor depende de la posición del elemento de accionamiento (3), haciendo que al menos una sección (7) del elemento de accionamiento (3) sea conductora eléctricamente, y conforme al menos un electrodo de la capacidad, caracterizado porque la capacidad presenta dos electrodos (18, 19; 20, 21) en forma anular, coaxiales entre sí y dispuestos uno junto al otro en la dirección axial, con conexiones externas (D, E; F, G), porque una sección (7) cilíndrica o cilíndrica hueca, conductora eléctricamente, del elemento de accionamiento (3) cubre los electrodos (18, 19; 20, 21) de modo coaxial, y gracias a ello conforma con éstos una conexión en serie de dos capacidades, y porque la sección transversal de la sección (7) del elemento de accionamiento (3) que cubre los electrodos (18, 19; 20, 21) varía en la dirección axial de tal manera que los valores de las capacidades dependen de la posición axial de la sección (7).

Dispositivo de sujeción de herramienta La invención se refiere a un dispositivo de sujeción de herramienta según el preámbulo de la reivindicación 1. Por el documento DE 100 43 006 C1 se conoce un dispositivo de sujeción de herramientas en el que un paquete de resortes de disco proporciona una fuerza de tracción para la sujeción de una herramienta o un dispositivo de sujeción de herramienta en un alojamiento de herramienta por medio de un juego de segmentos de pinzas de sujeción. El desprendimiento de la herramienta se realiza por medio de un desplazamiento axial de una denominada barra de tracción, que en este caso ha de ser cargada con una contrafuerza correspondiente. Esta contrafuerza se aplica como fuerza de compresión por medio de un émbolo accionado de modo hidráulico o neumático en la superficie frontal de la barra de tracción opuesta al alojamiento de la herramienta. El émbolo se designa, así pues, como émbolo de desprendimiento de la herramienta. Alternativamente a esto, en el documento DE 10 2004 051 031 B3 se ha propuesto también el uso de un accionamiento eléctrico para el desplazamiento del émbolo de desprendimiento de la herramienta.

Para la sujeción de una herramienta se lleva el émbolo de la herramienta desde su posición activa, en el que desvía la barra de tracción contra la fuerza del paquete de resortes de disco, y con ello desplaza el dispositivo de sujeción de herramienta a la posición de desprendimiento, a su posición inactiva, en la que ya no está en contacto con la barra de tracción. Puesto que la barra de tracción, durante el funcionamiento del husillo de trabajo, cuya parte constituyente es el dispositivo de sujeción de herramienta, rota, mientras que el émbolo de desprendimiento de la herramienta está parado, en el arranque del husillo de trabajo ya no ha de existir ningún contacto entre la barra de tracción y el émbolo de desprendimiento de la herramienta. Para garantizar esto, después de la entrega de los comandos correspondientes por medio de la unida de control de la máquina de procesado, se ha de esperar un intervalo temporal determinado, que puede durar como máximo el movimiento de depósito del émbolo de desprendimiento de la herramienta desde la barra de tracción, antes de que el husillo de trabajo se pueda arrancar. Esto significa un determinado retardo en la ejecución del trabajo de la máquina de procesado.

En caso de un funcionamiento incorrecto en forma de un movimiento de depósito demasiado lento o incompleto del émbolo de desprendimiento de la herramienta desde la barra de tracción como consecuencia de relaciones de presión incorrecta en el caso de un accionamiento del émbolo hidráulico o neumático o como consecuencia de un control de ejecución incorrecto por medio de la unidad de control de la máquina de procesado, puede suceder que el husillo de trabajo se arranque aunque el émbolo de desprendimiento de la herramienta se siga encontrando en contacto con la barra de tracción. Esto puede llevar, en caso extremo, a un soldado por fricción del émbolo de desprendimiento de la herramienta con la barra de tracción en las superficies de contacto de compresión, es decir, a que se produzcan daños en el dispositivo de sujeción de herramienta.

El documento DE 1 2004 001 389 T5 enseña un dispositivo para la determinación de una posición de una barra de acoplamiento de un dispositivo de cambio de herramienta automático, que comprende una bobina y un núcleo magnético dispuesto en la barra de acoplamiento. Por medio de un desplazamiento axial de la barra de acoplamiento se modifica la posición del núcleo del imán respecto a la bobina, y debido a ello su inductividad. Esta modificación de la inductividad se evalúa por medio de un circuito resonante LC, cuya parte constituyente es la bobina.

El documento JP- 04-8454 muestra un dispositivo para la detección del contacto mecánico de una paleta con un tope en la máquina herramienta. En el tope están introducidos electrodos aislados, que contactan de modo eléctrico la paleta conducta eléctricamente cuando está en contacto con el tope. A partir de este contacto eléctrico se constata el asiento correcto de la paleta en el tope.

Por el documento EP 1 938 922 A1 se conoce un dispositivo de sujeción de herramienta según el preámbulo de la reivindicación 1, que está equipado con un sensor de proximidad capacitivo o inductivo para la detección de la posición axial de la barra de tracción. El sensor está montado en la máquina herramienta de tal manera que registra la posición axial de la barra de tracción a lo largo de su distancia desde una superficie cónica conformada de modo coaxial e integral con la barra de tracción. El documento trata de modo detallado el control de la máquina dependiendo de la posición registrada de la barra de tracción, si bien no entra con más detalle en el sensor como tal.

A la vista de este estado de la técnica, el objetivo de la presente invención es crear para un dispositivo de sujeción de herramienta genérico un sensor nuevo y adecuado para el registro de la posición del elemento de accionamiento, para garantizar una elevada seguridad de funcionamiento y una ejecución rápida de un cambio de la herramienta. Este objetivo se consigue según la invención por medio de un dispositivo de sujeción de herramientas con las características de la reivindicación 1. Las configuraciones ventajosas de la invención están indicadas en las reivindicaciones subordinadas.

Según la invención, la posición del émbolo de desprendimiento de la herramienta está registrada por medio de un sensor, que está integrado desde el punto de vista constructivo en el dispositivo de sujeción de herramienta. Esta medida resuelve el problema de que se dificulta masivamente la inserción de sensores de posición que se pueden obtener listos para su uso para cilindros hidráulicos y neumáticos por medio de las particularidades, en particular espaciales, de un determinado dispositivo de sujeción de herramienta para el montaje en un husillo de trabajo, en particular la existencia de un suministro de lubricante giratorio. La función prevista según la invención adicionalmente del émbolo de desprendimiento de la herramienta como parte constituyente directa de un componente eléctrico garantiza por un lado la seguridad de funcionamiento del registro de la posición, y facilita, por otro lado, la fabricación del sensor. Las acciones ventajosas de la invención son una reducción de los tiempos de parada no planificados del husillo, o bien una secuencia segura de ejecución durante el cambio de herramienta. Además, por medio del control de ejecución de la posición del émbolo son posibles optimizaciones de la ejecución, que llevan a una ganancia de tiempo por cada pieza fabricada.

El dispositivo de sujeción de herramienta de la invención comprende una capacidad eléctrica, en la cual una sección del émbolo de desprendimiento de la herramienta, como consecuencia de su conductividad metálica, hace las veces de electrodo del condensador. Por medio de una modificación de la sección transversal de la sección mencionada a lo largo de la dirección del movimiento del émbolo se puede conseguir una dependencia de la distancia del electrodo, y con ello del valor de la capacidad respecto a la posición del émbolo.

Otras particularidades y ventajas de la invención dan a conocer la siguiente descripción de ejemplos de realización a partir de los dibujos. En estos se muestra Fig. 1 una sección longitudinal de una parte de un dispositivo de sujeción de herramienta en posición de sujeción, Fig. 2 una sección longitudinal de la parte de la Fig. 1 en posición de desprendimiento, Fig. 3 una sección longitudinal de una parte de un dispositivo de sujeción de herramienta equipado con un primer tipo de sistema de sensores, que no forma parte de la invención, en posición de sujeción, Fig.4 una sección longitudinal de la parte de la Fig. 3 en posición de desprendimiento, Fig. 5 una sección X de la Fig. 3 en representación aumentada, Fig. 6 un circuito de evaluación para el sistema de sensores representado en la Fig. 3-5, Fig. 7 una sección longitudinal de un parte de un dispositivo de sujeción de herramienta equipado con una forma de realización de la invención en posición de sujeción, Fig. 8 un circuito de evaluación para la forma de realización representada en la Fig. 7 y Fig. 9 una sección longitudinal de una parte de un dispositivo de sujeción de herramienta equipado con un tercer tipo de sistema de sensores que no forma parte de la invención, en posición de sujeción.

En primer lugar se explica brevemente el funcionamiento... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de sujeción de herramienta, en particular para un husillo de trabajo de una máquina de procesado, con un elemento de accionamiento (3) que se puede desplazar por medio de un accionamiento entre una primera posición, en la que el dispositivo de sujeción de herramienta se encuentra en la posición de sujeción, y una segunda posición, en la que el dispositivo de sujeción de herramienta se encuentra en la posición de desprendimiento, en el que para el registro de una posición del elemento de accionamiento (3) está previsto un sensor en forma de al menos un componente eléctrico, que está integrado desde el punto de vista constructivo en el dispositivo de sujeción de herramienta, y en el que al menos una sección del elemento de accionamiento (3) conforma directamente un componente del al menos un componente eléctrico, y su posición influye sobre una característica eléctrica de este componente, y en el que el componente es al menos una capacidad eléctrica, cuyo valor depende de la posición del elemento de accionamiento (3) , haciendo que al menos una sección (7) del elemento de accionamiento (3) sea conductora eléctricamente, y conforme al menos un electrodo de la capacidad, caracterizado porque la capacidad presenta dos electrodos (18, 19; 20, 21) en forma anular, coaxiales entre sí y dispuestos uno junto al otro en la dirección axial, con conexiones externas (D, E; F, G) , porque una sección (7) cilíndrica o cilíndrica hueca, conductora eléctricamente, del elemento de accionamiento (3) cubre los electrodos (18, 19; 20, 21) de modo coaxial, y gracias a ello conforma con éstos una conexión en serie de dos capacidades, y porque la sección transversal de la sección (7) del elemento de accionamiento (3) que cubre los electrodos (18, 19; 20, 21) varía en la dirección axial de tal manera que los valores de las capacidades dependen de la posición axial de la sección (7) .

2. Dispositivo de sujeción de herramienta según la reivindicación 1, caracterizado porque están previstas dos conexiones en serie distanciadas entre sí en la dirección axial, cada una de ellas de dos capacidades, y porque la variación axial de la sección transversal de la sección (7) del elemento de accionamiento (3) que cubren los electrodos (18, 19; 20, 21) discurre de tal manera que en una de las dos posiciones terminales la capacidad total de una de las conexiones en serie, y en la otra posición terminal, la capacidad total de la otra de las conexiones en serie tiene el mayor valor.

3. Dispositivo de sujeción de herramienta según la reivindicación 2, caracterizado porque la sección (7) del elemento de accionamiento (3) es cilíndrica hueca, porque una de las dos capacidades totales está dispuesta en la parte interior, y la otra está dispuesta en la parte exterior del cilindro hueco, y porque la variación de la sección transversal está formada por dos escalones (22, 23) desplazados entre sí en la dirección axial, de los cuales uno se encuentra en la parte interior y el otro en la parte exterior.

4. Dispositivo de sujeción de herramienta según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque las dos conexiones en serie de capacidades están dispuestas en dos ramas de una conexión en puente conectadas en paralelo, opuestas entre sí de modo no diagonal, y porque la variación de la sección transversal de la sección (7) del elemento de accionamiento (3) que cubre los electrodos discurre de tal manera en relación a los electrodos (18, 19, 20, 21) que con un movimiento del elemento de accionamiento (3) aumenta en todo momento el valor de capacidad de una de las dos conexiones en serie, y disminuye el de la otra.