Máquina de mecanización y de terminación.

Máquina de mecanización y terminación para piezas mecánicas, que comprende:

una unidad de mando CNC,

una torreta (1) con una pluralidad de puestos (7-10) para fijar diferentes herramientas de corte y/o de terminación(16, 18, 20, 22),

unos medios motorizados mandados digitalmente para hacer pivotar la torreta (1) de manera que presente unaherramienta seleccionada de entre dichas herramientas enfrente de una pieza a mecanizar,una unidad portapiezas mandada digitalmente para presentar una pieza (40) a terminar enfrente de dichaherramienta seleccionada,

comprendiendo dicha unidad portapiezas un eje lineal o varios ejes lineales motorizados (X, Y, Z) controlados pordicha unidad de mando CNC, y por lo menos tres ejes rotativos motorizados (A, B, C), permitiendo cada uno delos tres ejes rotativos una rotación continua de la pieza bajo control de la unidad de mando CNC,

caracterizada porque dichos por lo menos tres ejes rotativos motorizados comprenden un primer eje de rotaciónmotorizado (A), un segundo eje de rotación motorizado (B) accionado por el primer eje de rotación (A) a través deuna primera escuadra (83) que determina un primer ángulo de inclinación fijo entre el primer eje de rotación (A) y elsegundo eje de rotación (B), y un tercer eje de rotación (C) accionado por el segundo eje de rotación (B) a través deuna segunda escuadra (85) que determina un segundo ángulo de inclinación fijo entre dicho segundo eje de rotación(B) y el tercer eje de rotación (C), en la que dichos tres ejes de rotación (A, B, C) se cortan en un punto en elespacio.

Máquina de mecanización y de terminación.

Campo técnico La presente invención se refiere a una máquina de terminación con varios ejes mandada por CNC.

Estado de la técnica Durante la fabricación y la mecanización de las piezas metálicas, las operaciones de terminación pretenden, en particular, modificar el estado de superficie de las piezas producidas. La terminación es un proceso lento, efectuado después de la mecanización propiamente dicha, y que necesita una multitud de operaciones sucesivas de lijado, cepillado, afieltrado, satinado, lapidado, etc., con el fin de dar a la pieza terminada el estado de superficie metálica deseado. En la presente solicitud, las operaciones de desbarbado se consideran asimismo como ejemplos particulares de operaciones de terminación.

Las diferentes operaciones de terminación utilizan diferentes herramientas, por ejemplo diferentes discos o cintas abrasivas, cepillos, muelas con granos variables. Por tanto, las múltiples máquinas de terminación empleadas sucesivamente para terminar la superficie externa de una pieza compleja, por ejemplo una caja de reloj, un eslabón de pulsera, unas gafas, un instrumento de escritura, etc., ocupan una superficie importante en un taller o una fábrica. Por otra parte, el operario debe pasar de una máquina a otra para pulir, amolar, cepillar, etc., las diferentes partes de una pieza con herramientas con granos cada vez más finos.

La solicitante propone desde hace varios años unas máquinas motorizadas para el amolado, satinado, pulido, etc. Estas máquinas son conocidas por el nombre de lapidarias, máquina para todo, máquina de pulir, máquina para la preparación, máquina de terminación y pueden estar equipadas con una gran variedad de herramientas de terminación que pueden ser sustituidas rápidamente. Las máquinas no están provistas de controles digitales de modo que el operario debe efectuar manualmente todos los desplazamientos de pieza o de herramienta. Por otra parte, es necesario desmontar y volver a montar manualmente las herramientas en cada sustitución; esta operación, aunque facilitada por el sistema de fijación de herramienta, necesita un tiempo importante.

El documento DE 4 430 113 describe una máquina de mecanización con dos cabezales y un revólver portaherramientas destinado a herramientas giratorias o a herramientas de pulido. La utilización de un revólver permite sustituir una herramienta entre dos operaciones sin desmontarlo. No obstante, la construcción de esta máquina no permite montar bandas de pulido u otras herramientas muy voluminosas sobre el revólver.

El documento US nº 3.024.575 describe un aparato de pulido que comprende una torreta giratoria provista de diferentes herramientas abrasivas. El aparato no está controlado digitalmente. La pieza a terminar puede efectuar únicamente unos movimientos simples, por ejemplo unas rotaciones alrededor de un solo eje paralelo al eje de indexación de la torreta. El accionamiento de las diferentes herramientas se realiza con ayuda de motores dedicados, comprendiendo cada herramienta su propio motor. Por tanto, las herramientas son voluminosas, costosas, difíciles de cablear eléctricamente y difíciles de sincronizar entre ellas.

El documento FR 2 629 747 describe una máquina de acabado de piezas moldeadas o mecanizadas que comprende una mesa giratoria con varios husillos portapiezas. Una herramienta de acabado, por ejemplo una banda abrasiva, permite pulir por turnos las diferentes piezas soportadas por la mesa. Esta máquina está poco adaptada al acabado de piezas voluminosas o complicadas que no pueden estar soportadas sobre una mesa. La mesa no comprende ningún eje, excepto el eje de indexación, y no permite ningún desplazamiento complejo de la pieza a terminar.

Una solución similar a la del documento FR 2 629 747 se describe también en el documento DE 3 442 011.

El documento EP 1 935 564 describe una máquina de terminación con tres ejes lineales y tres ejes de rotación.

En la fabricación de piezas metálicas hay que enfrentarse frecuentemente con piezas provistas de una superficie compleja no desarrollable, o sea, unas superficies alabeadas genéricas, por ejemplo cajas o estuches de reloj que necesitan un acabado cuidado. Estas superficies no se pueden terminar de manera totalmente automática con las máquinas conocidas y su terminación comprende operaciones manuales, o varias etapas de tratamiento automáticas, o incluso el empleo de muelas y herramientas especialmente adaptadas a la superficie en detrimento de la rapidez y de la economía de producción.

Breve sumario de la invención Un objetivo de la presente invención es en particular proponer una máquina de terminación exenta de las limitaciones de las máquinas conocidas y, en particular, proponer una máquina de terminación que permita el

tratamiento automático de superficies alabeadas de cualquier clase.

Según la invención, este objetivo se alcanza en particular por medio de una máquina de mecanización y de terminación para modificar el estado de superficie de piezas mecanizadas según la reivindicación 1 y que comprende una torreta con N puestos para fijar diferentes herramientas de terminación. Unos medios motorizados controlados digitalmente pueden hacer pivotar la torreta con el fin de presentar una herramienta seleccionada de entre dichas herramientas enfrente de una pieza a mecanizar. Una unidad portapiezas motorizada permite presentar una pieza a terminar enfrente de la herramienta seleccionada. La herramienta seleccionada y la pieza a mecanizar se pueden desplazar una con respecto a otra según por lo menos un eje lineal o varios ejes lineales controlados por una unidad de mando CNC.

Por otra parte, la unidad portapiezas comprende por lo menos tres ejes rotativos motorizados y que permiten una rotación continua de la pieza bajo control de la unidad de mando CNC.

Esta construcción presenta, en particular, la ventaja de permitir una presentación de la pieza a la herramienta según cualquier orientación en el espacio y según cualquier superficie con diferentes herramientas de terminación, incluidas herramientas voluminosas como bandas abrasivas, sin tener que desmontar las herramientas entre dos operaciones sucesivas y sin requerir la intervención del operario.

Por lo menos ciertas herramientas montadas sobre la torreta son accionadas por la torreta, preferentemente con ayuda de husillos accionados individualmente por motores eléctricos (electrohusillos) . Esta solución permite evitar las vibraciones que estarían generadas por un sistema de transmisión y mejora la precisión de la mecanización. Sin embargo, se pueden accionar también las herramientas con ayuda de un motor eléctrico común o de un accionador unido a la torreta, evitando así emplear un motor dedicado para cada herramienta, lo cual permite reducir el coste total y el volumen de las herramientas.

La mecanización de una sola orden digital para controlar a la vez los ejes de la unidad portapiezas y los ejes de la torreta, respectivamente, de las herramientas permite sincronizar los diferentes desplazamientos y efectuar, por ejemplo, unos movimientos de interpolación imposibles de realizar sin esta sincronización.

Breve descripción de los dibujos Unos ejemplos de realización de la invención se indican en la descripción ilustrada por las figuras adjuntas, en las que:

La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una máquina de terminación según la invención.

Las figuras 2a, 2b, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e ilustran unos procedimientos de terminación según la invención.

La figura 4 ilustra una pinza expansible acodada que se puede utilizar en la máquina de la invención, por ejemplo para el acabado de estuches de reloj.

La figura 5 muestra un torno de banco autocentrante que se puede utilizar en la máquina de la invención, por ejemplo para la terminación de eslabones de pulsera.

Ejemplo (s) de modos de realización de la invención La máquina ilustrada a título de ejemplo en la figura 1 comprende un chasis 60 con una unidad portaherramientas a la derecha en la figura y una unidad portapiezas 2 a la izquierda. El chasis puede comprender una tapa no ilustrada. La unidad portaherramientas comprende esencialmente una torreta 1 en rotación alrededor de un eje V perpendicular al chasis, en este caso un eje vertical. La torreta se puede deslizar además con respecto al chasis según un eje X en una corredera utilizando unos raíles 13 y tornillos de bolas o cualquier otro sistema de accionamiento apropiado. El deslizamiento según el eje X y el posicionamiento según el eje V están gestionados por una unidad de mando CNC no representada.

La torreta comprende en este... [Seguir leyendo]

1. Máquina de mecanización y terminación para piezas mecánicas, que comprende:

una unidad de mando CNC,

una torreta (1) con una pluralidad de puestos (7-10) para fijar diferentes herramientas de corte y/o de terminación (16, 18, 20, 22) ,

unos medios motorizados mandados digitalmente para hacer pivotar la torreta (1) de manera que presente una herramienta seleccionada de entre dichas herramientas enfrente de una pieza a mecanizar,

una unidad portapiezas mandada digitalmente para presentar una pieza (40) a terminar enfrente de dicha herramienta seleccionada,

comprendiendo dicha unidad portapiezas un eje lineal o varios ejes lineales motorizados (X, Y, Z) controlados por dicha unidad de mando CNC, y por lo menos tres ejes rotativos motorizados (A, B, C) , permitiendo cada uno de los tres ejes rotativos una rotación continua de la pieza bajo control de la unidad de mando CNC,

caracterizada porque dichos por lo menos tres ejes rotativos motorizados comprenden un primer eje de rotación motorizado (A) , un segundo eje de rotación motorizado (B) accionado por el primer eje de rotación (A) a través de una primera escuadra (83) que determina un primer ángulo de inclinación fijo entre el primer eje de rotación (A) y el segundo eje de rotación (B) , y un tercer eje de rotación (C) accionado por el segundo eje de rotación (B) a través de una segunda escuadra (85) que determina un segundo ángulo de inclinación fijo entre dicho segundo eje de rotación (B) y el tercer eje de rotación (C) , en la que dichos tres ejes de rotación (A, B, C) se cortan en un punto en el espacio.

2. Máquina de mecanización y terminación según la reivindicación 1, en la que por lo menos una de dichas herramientas comprende una banda abrasiva (20) tensada entre unos cubos.

3. Máquina de mecanización y terminación según la reivindicación 1, en la que por lo menos una de las herramientas está constituida por una muela.

4. Máquina de mecanización y terminación según una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha unidad portapiezas permite desplazar dicha pieza según por lo menos dos ejes lineales (Z, Y) ortogonales e independientes.

5. Máquina de mecanización y terminación según la reivindicación 4, en la que dicha torreta es accionada por un tercer eje lineal motorizado (X) ortogonal a dichos ejes lineales (Z, Y) que permiten desplazar la pieza, estando dicho tercer eje lineal controlado por dicha unidad de mando CNC.

6. Máquina de mecanización y terminación según una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que por lo menos un mandril está fijado sobre uno de dichos puestos con el fin de accionar un cepillo de satinar, un fieltro o un tampón de pulir.

7. Máquina de mecanización y terminación según una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que por lo menos uno de dichos primeros ángulos de inclinación es fijo y el segundo ángulo de inclinación fijo es diferente de 90º.

8. Máquina de mecanización y terminación según una de las reivindicaciones 1 a 7, en la que dichos por lo menos tres ejes rotativos motorizados comprenden unos motores de tipo direct-drive, y unos codificadores angulares dispuestos para leer directamente la posición angular del árbol de salida de los ejes rotativos respectivos.

9. Máquina de mecanización y terminación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho tercer eje de rotación (C) es un eje-husillo que soporta en su extremo la pieza a mecanizar o una herramienta de corte y que puede, según las instrucciones de la unidad de mando CNC, o bien posicionar la pieza en un ángulo definido, o bien accionar en rotación la pieza o la herramienta con una velocidad de rotación definida.

10. Máquina de mecanización y terminación según una de las reivindicaciones 1 a 9, en la que dicha unidad portapiezas está equipada con un sistema de apriete de pieza intercambiable, con una pinza expansible neumática para coger la pieza a mecanizar y/o con un aprieta-piezas amovible de tipo System 3R (marca registrada) u otro para coger la pieza a mecanizar.

11. Máquina de mecanización y terminación según una de las reivindicaciones 1 a 10, en la que dicha torreta es accionada por un eje de rotación motorizado controlado por dicha unidad de mando CNC.

12. Procedimiento de mecanización y terminación de piezas que comprenden una superficie alabeada mediante una máquina de mecanización según una de las reivindicaciones anteriores, y que comprende las etapas siguientes:

posicionamiento de la torreta portaherramientas de manera que se coloque una herramienta de corte y/o una herramienta de terminación seleccionada de entre varias herramientas sobre la torreta enfrente de una pieza a mecanizar;

control, por parte de la unidad de mando CNC, de manera que presente la superficie alabeada de la pieza ante la herramienta.

13. Procedimiento según la reivindicación anterior, en el que dicha pieza a mecanizar es una componente de reloj. 10