Cambiador de herramientas para máquinas herramientas.

Cambiador de herramientas para máquinas herramientas, en particular para máquinas fresadoras,

con

- unas tenazas dobles de herramienta (50, 50') montadas en el extremo libre de un árbol (42, 42') alojado desplazable axialmente y giratorio, que presentan dos porta-herramientas (51, 52) en forma de pinzas,

- un motor de accionamiento (31, 31') acoplado cinemáticamente con el árbol (42, 42') para los movimientos lineales y los movimientos giratorios de las tenazas dobles de herramienta (50, 50') y

- unos medios de engranaje para la conversión de la rotación del árbol del motor de accionamiento (31, 31') en el movimiento lineal y el movimiento giratorio de las tenazas dobles de herramienta (50, 50'), en el que

- los medios de engranaje contienen un engranaje (32, 33; 32', 33') accionado por el motor de accionamiento (31, 31'),

- el engranaje acciona un disco de levas (33', 34), en el que están configuradas en el lado frontal una leva de carrera (55, 55') para el movimiento lineal y una leva de rotación (35, 35') para el movimiento giratorio,

- en la leva de rotación (35, 35') engrana un elemento de arrastre (36, 36') de un accionamiento de cremallera (37, 38; 37', 38') acoplado de forma rotatoria con el árbol (41, 42'), cuya cremallera (37, 37') colabora con una sección (44, 44') dentada longitudinal del árbol (42, 42'), y

- en la leva de carrera (55, 55') engrana y está guiado un elemento de arrastre (56, 56') de un varillaje de articulación (57, 57') acoplada en traslación con el árbol (42),

caracterizado porque

- el engranaje es un engranaje helicoidal (32, 33; 32', 33'), cuya rueda helicoidal (33, 33') acciona el disco de levas (33', 34), y

- un tubo de soporte (40, 40'), que rodea al menos parcialmente el árbol (42, 42'), está alojado en el extremo en la carcasa (30, 30').

Cambiador de herramientas para máquinas herramientas La invención se refiere a un cambiador de herramientas para máquinas herramientas, en particular para máquinas fresadoras, con unas tenazas dobles de herramienta montadas en el extremo libre de un árbol alojado desplazable axialmente y giratorio, que presentan dos porta-herramientas en forma de pinzas diametralmente opuestas entre sí, con un motor de accionamiento acoplado cinemáticamente con el árbol para los movimientos lineales y los movimientos giratorios de las tenazas dobles de herramienta y con medios de engranaje para la conversión de la rotación del árbol del motor de accionamiento en el movimiento lineal y el movimiento giratorio de las tenazas dobles de herramienta.

Ya se conocen dispositivos de cambio de herramientas para máquinas herramientas, que presentan un disco de levas o también un tambor de levas. En el disco de levas se encuentra una leva de pista lateral, con la que se realiza la carrera del dispositivo de cambio de herramientas, es decir, el movimiento de avance de sus tenazas dobles de herramienta. Además, el disco de levas o bien el tambor de levas contiene en su superficie envolvente una leva globoide, en la que engrana una estrecha esférica o estrella de rodillos, que está alojada de forma desplazable sobre un árbol de cuña en su dirección axial y provoca el movimiento giratorio de las tenazas dobles de herramienta. Entre el motor de accionamiento y el disco de levas o bien el tambor de levas está intercalado con frecuencia un engranaje planetario. A través de una disposición adecuada de los componentes mencionados anteriormente y de las levas de pistas entre sí se genera un movimiento de carrera-articulación-carrera deseado de las tenazas dobles de herramienta. Tales dispositivos de cambio de herramienta son, sin embargo, costosos y caros en la fabricación, condicionado por el servo accionamiento con soporte de engranaje planetario, la leva globoide con la estrella de rodillos y finalmente a través del perfil de árbol de cuña para la superposición de movimientos de carrera y de articulación.

El documento US 6.422.099 publica un cambiador de herramientas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

El cometido de la invención es crear un cambiador de herramientas para máquinas herramientas, en particular para máquinas fresadoras, centros de mecanización o similares, que supera los inconvenientes del estado de la técnica mencionado anteriormente, que está constituido por piezas individuales sencillas en la construcción y que se puede fabricar económicamente con alta fiabilidad de funcionamiento.

Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención por medio del cambiador de herramientas de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con una configuración ventajosa de la invención, el disco de levas presenta sobre uno de sus lados frontales la leva de carrera y en su otro lado frontal la leva de rotación, De esta manera se crea una construcción economizadora despacio, puesto que el mecanismo de cremallera se puede disponer en uno de los lados exteriores del disco de levas y el varillaje de articulación se puede disponer en el otro lado exterior del disco de levas. En general, resulta de esta manera un cambiador de herramientas compacto, que solamente requiere un espacio reducido lateralmente entre la máquina herramienta y el almacén de herramientas correspondiente.

De acuerdo con otra configuración ventajosa de la invención, la rueda helicoidal del engranaje helicoidal forma el disco giratorio y presenta con esta finalidad sobre su periferia exterior el dentado correspondiente. Desde puntos de vista de costes, de acuerdo con otra configuración conveniente de la invención, como motor de accionamiento se emplea un servo accionamiento directo o un motor de corriente trifásica de polos conmutables.

En el cambiador de herramientas configurado de acuerdo con la invención resultan las ventajas de dimensiones exteriores reducidas y costos de fabricación más bajos a través de grupos de construcción constructivamente sencillos, de manera que, por ejemplo, el árbol presenta una sección dentada que se extiende en su dirección longitudinal, en la que engrana la parte dentada de la cremallera. De esta manera, se realiza una transmisión directa del movimiento longitudinal de la cremallera en un movimiento giratorio del árbol alojado dos veces en una carcasa del tipo de tubo extendida alargada.

Para la consecución del movimiento de avance axial del árbol o bien del movimiento de carrera de las tenazas dobles de herramienta con medios técnicamente sencillos, el varillaje de articulación presenta de manera conveniente una palanca oscilante, en la que está dispuesto un controlador acoplado con el árbol así como a distancia de éste está dispuesto el elemento de arrastre que engrana en la leva de carrera del disco giratorio. De acuerdo con el desarrollo de la leva de carrera, la palanca oscilante realiza movimientos de articulación alrededor de su cojinete, que con convertidos en movimientos de avance de traslación del árbol. De manera conveniente, en un extremo de la palanca oscilante está fijado el controlador y en su otro extremo está fijado el elemento de arrastre.

A continuación se describen en detalle ejemplos de realización del cambiador de herramientas de acuerdo con la

invención para una máquina fresadora con la ayuda del dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra una máquina fresadora con almacén de cadenas y cambiador de herramientas de acuerdo con la invención en representación esquemática en perspectiva.

Las figuras 2, 3 muestran el cambiador de herramientas empelado en la máquina según la figura 1 en dos posiciones de funcionamiento diferentes en vista lateral parcialmente en sección.

Las figuras 4, 5 muestran el cambiador de herramientas según las figuras 2, 3 en el mismo estado de funcionamiento, respectivamente, en representación en perspectiva parcialmente en sección desde el otro lado.

Las figuras 6, 7 muestran otra forma de realización del cambiador de herramientas de acuerdo con la invención en dos vistas laterales en perspectiva.

En la máquina herramienta representada en la figura 1 se trata de una máquina fresadora controlada por programa de construcción de alta resistencia, que presenta un montante 1 dispuesto en el extremo trasero de un lecho 2 extendido alargado, en cuyo lado delantero están montados dos carriles de guía 3, 4 paralelos entre sí. En estos carriles de guía se extiende un carro horizontal 5 en el eje de coordenadas-X. Como grupos de accionamiento para los movimientos de desplazamiento horizontal del carro 5 se pueden emplear, por ejemplo, mecanismos de husillo con desarrollo esférico, motores lineales eléctricos u otros grupos de accionamientos adecuados. El carro horizontal 5 tiene dos insertos de guía traseros 7, 8, en los que están incorporadas unas zapatas de guía que circulan sobre los carriles de guía 3, 4. Como se muestra, el carro horizontal 5 tiene una forma de U abierta, que le presta, con un peso reducido, una alta rigidez propia, lo que repercute en una dinámica alta y una exactitud de procesamiento de toda la máquina. En los dos brazos paralelos delanteros 9, 10 del carro horizontal 5 en forma de U, están dispuestos dos carriles de guía 11, 12 verticales paralelos, en los que está guiado de forma desplazable un carro vertical 13 en el eje de coordenadas-Z vertical-Como se muestra claramente, el caro vertical 13 presenta un elemento de placa delantero 14, en cuyo lado trasero está fijado un elemento de apoyo y de guía 15, que engrana entre los dos brazos 9, 10 del carro horizontal 5 y, dado el caso, está guiado allí de forma separada. En el lado delantero del carro vertical 13 está dispuesto un cabezal de husillo 16 con un porta-herramientas.

Sobre el lado superior del lecho 2 está guiada una disposición de meza de piezas de trabajo 20 desplazable en la dirección del eje de coordenadas-X sobre carriles de guía paralelos 21, 22. Esta disposición de mesa de piezas de trabajo 20 contiene una infraestructura 23 apoyada sobre los carriles 21, 22 y desplazable en dirección-X, por ejemplo, por medio de uno o varios motores lineales así como una mesa giratoria 24 dispuesta encima.

Lateralmente junto a la máquina herramienta está dispuesto un almacén de cadenas de herramientas 25 en una construcción de soporte y en el espacio lateralmente entre la máquina herramienta y el almacén de herramientas está dispuesto un cambiador de herramientas 27 configurado de acuerdo con la invención en una construcción de soporte 28, que se describe de forma detallada a continuación.

El cambiador de herramientas 27 representado en las figuras 2... [Seguir leyendo]

1. Cambiador de herramientas para máquinas herramientas, en particular para máquinas fresadoras, con

-unas tenazas dobles de herramienta (50, 50’) montadas en el extremo libre de un árbol (42, 42’) alojado desplazable axialmente y giratorio, que presentan dos porta-herramientas (51, 52) en forma de pinzas,

-un motor de accionamiento (31, 31’) acoplado cinemáticamente con el árbol (42, 42’) para los movimientos lineales y los movimientos giratorios de las tenazas dobles de herramienta (50, 50’) y

-unos medios de engranaje para la conversión de la rotación del árbol del motor de accionamiento (31, 31’) en el movimiento lineal y el movimiento giratorio de las tenazas dobles de herramienta (50, 50’) , en el que

-los medios de engranaje contienen un engranaje (32, 33; 32’, 33’) accionado por el motor de accionamiento (31, 31’) ,

-el engranaje acciona un disco de levas (33’, 34) , en el que están configuradas en el lado frontal una leva de carrera (55, 55’) para el movimiento lineal y una leva de rotación (35, 35’) para el movimiento giratorio,

-en la leva de rotación (35, 35’) engrana un elemento de arrastre (36, 36’) de un accionamiento de cremallera (37, 38; 37’, 38’) acoplado de forma rotatoria con el árbol (41, 42’) , cuya cremallera (37, 37’) colabora con una sección (44, 44’) dentada longitudinal del árbol (42, 42’) , y

-en la leva de carrera (55, 55’) engrana y está guiado un elemento de arrastre (56, 56’) de un varillaje de articulación (57, 57’) acoplada en traslación con el árbol (42) ,

caracterizado porque

-el engranaje es un engranaje helicoidal (32, 33; 32’, 33’) , cuya rueda helicoidal (33, 33’) acciona el disco de levas (33’, 34) , y

-un tubo de soporte (40, 40’) , que rodea al menos parcialmente el árbol (42, 42’) , está alojado en el extremo en la carcasa (30, 30’) .

2. Cambiador de herramientas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la rueda helicoidal (33’) del engranaje helicoidal desplaza en rotación el árbol (42’) de las tenazas dobles de herramienta (50’) a través de un mecanismo de cremallera (37’, 38’, 44’) y lo desplaza a través de un mecanismo de levas de carrera con un varillaje de articulación (57, 57’) .

3. Cambiador de herramientas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque un disco giratorio (34) , asociado a la rueda helicoidal (33) del engranaje helicoidal, presenta en uno de sus lados frontales una leva de carrera (55) y en su otro lado frontal una leva de rotación (35) .

4. Cambiador de herramientas de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque un miembro de empuje (36) dispuesto en una pata transversal media de una cremallera (37) engrana como elemento de arrastre en la leva de rotación (35) .

5. Cambiador de herramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque un brazo de articulación o bien brazo oscilante (37, 57) presenta en uno de sus extremos libres un miembro de empuje (59) como elemento de arrastre, que engrana en un casquillo de collar fijado sobre el árbol para el desplazamiento axial de este árbol (42) , en el otro extremo del brazo de articulación o bien del brazo oscilante (57) está previsto un cojinete de articulación (58) y un miembro de empuje (56) montado lateralmente en la parte media del brazo de articulación o bien del brazo oscilante (57) engrana en la ranura de levas de carrera (55) configurado lateralmente en el disco giratorio (34) .

6. Cambiador de herramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el disco giratorio (34) está configurado como disco de levas bilateral y presenta en uno de sus lados frontales la leva de rotación (35) y en su otro lado frontal la leva de carrera (55) , respectivamente, como ranura fresada.

7. Cambiador de herramientas de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la rueda helicoidal (33’) forma el disco de levas, que lleva en su periferia exterior el dentado que se encuentra engranado con el tornillo sin fin (32’) .

8. Cambiador de herramientas de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor de accionamiento (31, 31’) es un servo accionamiento directo o un motor de corriente trifásica de polos conmutables.