Sistema de compensación para máquina herramienta.

Sistema de compensación para una máquina herramienta (50) que comprende un travesaño (51) de dichamáquina herramienta (50) soportado por montantes (62,

63) y que soporta de forma deslizable un cabezal (60) detrabajo a lo largo de una primera dirección (Y), caracterizado porque comprende un travesaño adicional (2) que tieneextremos opuestos (3, 4) fijados a partes laterales (52, 53) de dicho travesaño (51) junto a dichos montantes (62, 63)y conectado a una parte central (54) de dicho travesaño (51) por medios (11, 12) de accionamiento, estandodispuestos dichos medios (11, 12) de accionamiento para ejercer sobre dicha parte central (54) al menos un par defuerzas (Fc) de compensación que son ajustables y tales que generan en dicho travesaño (51) un par (Mc) decompensación que permite limitar y/o controlar el giro y/o inclinación de dicho cabezal (60) de trabajo, de formaespecífica, siguiendo la deformación por torsión de dicho travesaño (51) provocada por el peso de dicho cabezal(60) de trabajo..

Sistema de compensación para máquina herramienta La presente invención se refiere a máquinas herramienta, de forma específica, se refiere a un sistema de compensación que es aplicable en máquinas herramienta de grandes dimensiones del tipo que comprende un pórtico con un travesaño para compensar las torsiones del travesaño (ver, por ejemplo, FR-2 686 822) .

Las máquinas herramienta de pórtico con un travesaño conocidas comprenden sustancialmente un travesaño soportado o guiado por los extremos por dos montantes o columnas, separados entre sí y dispuestos en los lados de una mesa de soporte en la que es posible colocar las piezas a trabajar. En el travesaño está montado de forma deslizable un cabezal de trabajo mediante un carro respectivo, estando dotado de forma general el cabezal de trabajo de un eje de trabajo vertical que es perpendicular con respecto a la mesa de soporte.

El travesaño puede ser fijo o móvil; en el último caso, el mismo está montado de forma deslizable en guías lineales que están fijadas con respecto a los montantes y es accionado verticalmente mediante unos elementos de desplazamiento, que comprenden de forma típica husillos de desplazamiento accionados por motores respectivos.

El cabezal de trabajo está montado mediante el carro en guías del travesaño y es móvil horizontalmente a lo largo de este último. El cabezal de trabajo y el carro correspondiente constituyen una carga en voladizo que provoca tensiones por torsión y flexión en el travesaño. De forma específica, las tensiones por torsión se deben a la distancia entre el centro de gravedad de la unidad de carro-cabezal y el eje neutral longitudinal del travesaño en un plano de referencia que es vertical y ortogonal con respecto al eje neutral mencionado anteriormente.

En el caso de máquinas herramienta de grandes dimensiones en las que el peso de la unidad de carro-cabezal es muy grande (de forma típica, en un orden de magnitud que es superior a las sacudidas ejercidas por el cabezal de trabajo sobre las piezas a trabajar durante su mecanizado) , las torsiones del travesaño son inevitables, independientemente de la rigidez de la estructura del travesaño. El ángulo de torsión es variable en función de la posición de la unidad de carro-cabezal a lo largo del travesaño, siendo máximo cuando dicha unidad está situada en el centro del travesaño (es decir, más alejada de los montantes) y mínima cuando la misma está situada en las partes del travesaño conectadas a los montantes. El ángulo de torsión del travesaño afecta a la precisión de los mecanizados, ya que el mismo provoca un giro del eje de mecanización del cabezal de trabajo, que deja de quedar situado de forma vertical y ortogonal con respecto a la mesa de soporte, sino que queda inclinado. La inclinación del eje de mecanización provoca errores geométricos en los mecanizados realizados sobre las piezas a trabajar y problemas de funcionamiento en las herramientas (por ejemplo, problemas de trazado en el caso de unidades de fresado) .

Los giros de la unidad de carro-cabezal y, por lo tanto, del eje de mecanización vertical (en el plano de referencia vertical y ortogonal con respecto al eje neutral del travesaño) también son posibles debido a errores en la planitud de las guías del travesaño a lo largo de las que el carro se desliza.

Son conocidos sistemas de compensación fijos que, por ejemplo, comprenden cables o cuerdas que actúan sobre el travesaño que, de forma general, es fijo, a efectos de generar un par de torsión que se opone al par de torsión generado por el peso de la unidad de carro-cabezal y lo equilibra cuando esta última está colocada en el centro del travesaño. No obstante, los sistemas mencionados anteriormente no permiten compensar satisfactoriamente la torsión del travesaño cuando la unidad de carro-cabezal está situada en otras posiciones (por ejemplo, junto a los extremos del travesaño) o cuando su peso varía en función de los accesorios de cabezal aplicados en el cabezal de trabajo. Además, estos sistemas no permiten compensar posibles errores de planitud de las guías del travesaño.

Un objetivo de la presente invención consiste en mejorar los sistemas de compensación conocidos para máquinas herramienta de grandes dimensiones del tipo de pórtico con un travesaño, de forma específica, para compensar torsiones del travesaño provocadas por el peso de un cabezal de trabajo asociado al mismo.

Otro objetivo consiste en dar a conocer un sistema de compensación que permite minimizar la torsión del travesaño y, por lo tanto, limitar el giro del cabezal de trabajo, independientemente del peso y/o la posición de este último en el travesaño.

Otro objetivo consiste en obtener un sistema de compensación que permite compensar posibles errores de planitud de las guías del travesaño, a efectos de evitar, o al menos limitar, posibles giros y/o inclinaciones del cabezal de trabajo.

Otro objetivo adicional consiste en realizar un sistema de compensación que permite variar y ajustar la inclinación de un eje de mecanización del cabezal de trabajo, a efectos de optimizar el funcionamiento de las herramientas en la pieza a trabajar y/o el acabado superficial de la misma.

Otro objetivo adicional consiste en realizar un sistema de compensación que tiene una estructura sencilla y compacta, un funcionamiento fiable y que puede aplicarse fácilmente en máquinas herramienta, también en las ya existentes.

Estos objetivos y otros objetivos adicionales se consiguen mediante un sistema, un método y un aparato según una o más de las reivindicaciones descritas más adelante.

Es posible mejorar la comprensión e implementación de la invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos, que muestran una realización de la misma a título de ejemplo no limitativo, en los que:

la Figura 1 es una vista frontal de una máquina herramienta con pórtico y con travesaño, a la que está asociado el sistema de compensación de la invención;

la Figura 2 es una vista esquemática posterior de la máquina herramienta y del sistema de compensación de la Figura 1;

la Figura 3 es una vista en perspectiva ampliada del sistema de compensación de la Figura 1;

la Figura 4 es una vista en perspectiva ampliada del sistema de compensación asociado al travesaño de la máquina herramienta de la Figura 1;

la Figura 5 es una sección parcial ampliada según la línea V-V de la Figura 2 que muestra las fuerzas y momentos que actúan sobre el travesaño de la máquina herramienta en una configuración de trabajo;

las Figuras 6 y 7 son vistas laterales esquemáticas de la máquina herramienta de la Figura 1 en funcionamiento, con el sistema de compensación activado y no activado, respectivamente.

Haciendo referencia a las figuras 1 a 7, 1 indica un sistema de equilibrio aplicado en una máquina herramienta 50 de pórtico de grandes dimensiones dotada de un travesaño 51 soportado por unos montantes 62, 63 y que soporta de forma deslizable un cabezal 60 de trabajo a lo largo de una primera dirección horizontal Y. El travesaño 51 también es móvil a lo largo de una segunda dirección Z, que es vertical y ortogonal con respecto a la primera dirección Y, en un primer montante 62 y en un segundo montante 63, dispuestos en paralelo y separados entre sí en los lados de una mesa 65 de soporte de las piezas a trabajar.

El cabezal 60 de trabajo comprende además una parte 61 de trabajo que es móvil a lo largo de un eje W de mecanización que es sustancialmente paralelo con respecto a la segunda dirección Z.

En una variante de la máquina herramienta 50, no mostrada, el travesaño 51 está fijado de forma rígida a los montantes.

El travesaño 51 se mueve en la segunda dirección Z mediante medios de desplazamiento de tipo conocido, no mostrados, introducidos en los montantes 62, 63 y que comprenden, por ejemplo, husillos de desplazamiento accionados por motores giratorios respectivos.

Haciendo referencia de forma específica a las Figuras 2, 3 y 4, el sistema 1 de equilibrio comprende un travesaño adicional 2, denominado contra-travesaño, que tiene sus extremos opuestos 3, 4 fijados a las partes laterales 52, 53 del travesaño 51 adyacentes a los montantes 62, 63. El travesaño adicional 2 también está conectado a una parte central 54 o parte intermedia del travesaño 51 por medios 11, 12 de accionamiento.

Los extremos 3, 4 del travesaño adicional 2 y los medios 11, 12 de accionamiento están conectados en la realización mostrada en las figuras a un lado posterior 55 del travesaño 51 que es opuesto a un lado frontal 56 que tiene medios de guía 57, 58 que soportan de forma deslizable el cabezal 60 de trabajo.... [Seguir leyendo]

1. Sistema de compensación para una máquina herramienta (50) que comprende un travesaño (51) de dicha máquina herramienta (50) soportado por montantes (62, 63) y que soporta de forma deslizable un cabezal (60) de trabajo a lo largo de una primera dirección (Y) , caracterizado porque comprende un travesaño adicional (2) que tiene extremos opuestos (3, 4) fijados a partes laterales (52, 53) de dicho travesaño (51) junto a dichos montantes (62, 63) y conectado a una parte central (54) de dicho travesaño (51) por medios (11, 12) de accionamiento, estando dispuestos dichos medios (11, 12) de accionamiento para ejercer sobre dicha parte central (54) al menos un par de fuerzas (Fc) de compensación que son ajustables y tales que generan en dicho travesaño (51) un par (Mc) de compensación que permite limitar y/o controlar el giro y/o inclinación de dicho cabezal (60) de trabajo, de forma específica, siguiendo la deformación por torsión de dicho travesaño (51) provocada por el peso de dicho cabezal

(60) de trabajo.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que dicho par de fuerzas (Fc) de compensación son ajustables en función de la posición de dicho cabezal (60) de trabajo a lo largo de dicha primera dirección (Y) y/o del peso de dicho cabezal (60) de trabajo y de los accesorios montados en el mismo y/o de errores de planitud de medios (57, 58) de guía de dicho travesaño (51) que soportan de forma deslizable dicho cabezal (60) de trabajo.

3. Sistema según la reivindicación 1 o 2, en el que dichos medios de accionamiento comprenden primeros medios

(11) de accionamiento y segundos medios (12) de accionamiento fijados a una parte intermedia (5) de dicho travesaño adicional (2) a una primera distancia (d1) recíproca a lo largo de una dirección sustancialmente ortogonal con respecto a dicha primera dirección (Y) para ejercer sobre dicho travesaño (51) dicho par de fuerzas (Fc) de compensación que son paralelas, de igual intensidad y de sentido opuesto.

4. Sistema según la reivindicación 3, en el que dichos primeros medios (11) de accionamiento y dichos segundos medios (12) de accionamiento comprenden cilindros hidráulicos respectivos.

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos extremos (3, 4) de dicho travesaño adicional (2) están fijados a un lado posterior (55) de dicho travesaño (51) y dichos medios (11, 12) de accionamiento actúan sobre el mismo, siendo dicho lado posterior (55) opuesto a un lado frontal (56) que tiene los medios (57, 58) de guía para soportar de forma deslizante dicho cabezal (60) de trabajo.

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos primeros medios (11) de accionamiento ejercen sobre dicha parte central (54) una fuerza (Fc) de compensación respectiva que es adecuada para acercar dicho travesaño (51) a dicho travesaño adicional (2) y dichos segundos medios (12) de accionamiento ejercen sobre dicha parte central (54) una fuerza (Fc) de compensación respectiva que es adecuada para alejar dicho travesaño (51) de dicho travesaño adicional (2) .

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas fuerzas (Fc) de compensación están dispuestas sustancialmente en un plano (A) que es vertical y sustancialmente ortogonal con respecto a dicha primera dirección (Y) , de forma específica, en un plano central (H) de dicho travesaño (51) .

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un elemento (6) de soporte fijado a una parte intermedia (5) de dicho travesaño adicional (2) y dispuesto para alojar y soportar dichos medios (11, 12) de accionamiento.

9. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende elementos (7, 8) de fijación dispuestos para bloquear dichos extremos (3, 4) de dicho travesaño adicional (2) con respecto a dichas partes laterales (52, 53) de dicho travesaño (51) .

10. Sistema según la reivindicación 9, en combinación con la reivindicación 8, en el que dicho travesaño adicional (2) tiene una sección tubular cerrada y dicho elemento (6) de soporte y dichos elementos (7, 8) de fijación comprenden cuerpos (6a, 7a, 8a) en forma de caja respectivos.

11. Máquina herramienta (50) de pórtico dotada de un sistema (1) de compensación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y del travesaño (51) soportado de manera fija o deslizable por montantes (62, 63) y que soporta de forma deslizable un cabezal (60) de trabajo.