Máquina herramienta con transmisor rotativo para datos.

Máquina herramienta con un bastidor de máquina, con un husillo de máquina accionado por motor,

dispuesto giratorio en el bastidor de máquina (10) con al menos un cabezal de mecanización (12) recambiable en el husillo de máquina (10), que presenta un elemento de acoplamiento compatible con un alojamiento del husillo de máquina (10) y un transmisor rotativo (16) para la transmisión de datos entre un estator fijo al bastidor (18) y un rotor fijo al husillo (20), caracterizada por que el husillo de máquina (10) presenta una pluralidad de módulos funcionales (28', 28", 28"') del lado de husillo y, formando un componente de un bus de husillos (30), un sistema de conductores al cual están conectados los módulos funcionales (28', 28", 28"') formando estaciones de abonados del bus de husillos (30), y porque el bus de husillos (30) comunica con un bus de campo (32) fijo al bastidor por medio del trayecto de transmisión rotativa (16).

Máquina herramienta con transmisor rotativo para datos.

La invención se refiere a un bastidor de máquina con un husillo de máquina motorizado dispuesto giratorio en el bastidor de máquina, con al menos un cabezal de mecanización recambiable en el husillo de máquina, que presenta un elemento de acoplamiento compatible con el alojamiento del husillo de máquina, y con un transmisor rotativo para la transmisión de datos entre un estator fijo al bastidor y un rotor fijo al husillo.

Una máquina herramienta de este tipo se conoce por el documento DE 1 25 11 197 A1.

Las máquinas herramientas de este tipo se usan para múltiples tareas de técnicas de fabricación y técnicas de medición. Habitualmente, con los diferentes cabezales de mecanización recambiables se realizan mecanizaciones con desprendimiento de virutas de materiales metálicos, plásticos o madera. Para piezas de trabajo no simétricas por rotación existe la posibilidad de realizar una mecanización similar a un torno con husillo giratorio que permita, soportado por la cinemática mecánica, grados de libertad traslatoria adicionales entre la pieza de trabajo y el cabezal de mecanización. Con este propósito también se usan, por ejemplo, cabezales de refrentar. Los cabezales de refrentar son cabezales capaces de rotar que permiten desplazar una cuchilla radialmente al eje de rotación del husillo. Ello se pone en práctica, por ejemplo, en máquinas herramientas con componentes especiales, por ejemplo husillos con engranajes planetarios de dos etapas y accionamiento adicional externo que permite con el husillo en rotación ajustar el árbol de accionamiento para la corredera radial. En puntos corrientes de intersección de husillo y máquina herramienta se integra con este propósito una interfaz eléctrica de transmisión con un transmisor rotativo, sin menoscabo de la funcionalidad del mecanismo, que posibilita el recambio de un cabezal de mecanización. Básicamente, el punto de intersección en forma de un transmisor eléctrico rotativo sin contacto y/o con contacto puede ser dispuesto en el extremo frontal o en el extremo posterior del husillo.

Las máquinas herramientas conocidas de este tipo requieren, según la complejidad de las etapas de mecanización a realizar y según la estructura mecatrónica, un considerable esfuerzo constructivo y de cableado que incluso con tareas de igual tipo presenta diferencias específicas de cada fabricantes.

Partiendo de ello, la invención tiene el objetivo de mejorar las máquinas herramienta del tipo indicado inicialmente en el sentido de que el esfuerzo de construcción y cableado pueda ser simplificado y estandarizado entre fabricantes.

Para conseguir este objetivo se propone la combinación de características indicadas en la reivindicación 1. Las configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes.

La solución según la reivindicación se basa en la idea de que el husillo de máquina y los cabezales de mecanización de máquinas herramienta presentan una pluralidad de módulos funcionales actuadores y sensoriales que por medio de un control mecánico central pueden ser controlados fácilmente mediante un sistema estandarizado de bus del lado de husillo y un sistema estandarizado de bus frontal. Para que esto sea posible, según la invención se propone que el husillo de máquina presente una pluralidad de módulos funcionales del lado de husillo y, formando un componente de un bus de husillos, un sistema de conductores al cual están conectados los módulos funcionales en forma de estaciones de abonados o abonados al bus de husillos, comunicando el bus de husillos, adicionalmente, por medio de un trayecto de transmisión rotativa con un bus de campo fijo al bastidor. Debido a la cantidad de revoluciones frecuentemente elevada, los datos son transmitidos, apropiadamente, sin contacto del lado del estator al lado del rotor o viceversa, por ejemplo por medio de un trayecto de transmisión inductiva, capacitiva u optoelectrónica o por radio.

El trayecto de transmisión rotativa requiere un ajuste de los protocolos de transmisión, de manera que el bus de husillos presente, apropiadamente, un convertidor de protocolos fijo al rotor, preferentemente comunicante por medio de un adaptador de bus de campo. Un convertidor de protocolos convierte protocolos entre sistemas de bus de protocolos diferentes. Los convertidores de protocolos pueden ser productos de software o de hardware o también cualquier combinación de ambos.

Debido a que en el husillo de máquina se pueden recambiar una pluralidad de cabezales de mecanización y los cabezales de mecanización pueden tener las más diversas tareas, los cabezales de mecanización presentan un sinfín de diferentes módulos funcionales frontales. Apropiadamente, también en el cabezal de mecanización se ha previsto un sistema de conductores que forma un bus de cabezal al que están conectados los módulos funcionales frontales en forma de abonados al bus. En este caso, el bus de cabezal comunica a través de una interfaz con un bus de husillo y, de este modo, también con el bus de campo fijo al bastidor. Por regla general, tanto el husillo de máquina como el husillo de mecanización tienen módulos funcionales sensoriales y/o actuadores.

De acuerdo con una configuración preferente de la invención, el husillo de máquina presenta como elemento de medición al menos un módulo funcional del lado de husillo del grupo de sensor de temperatura, sensor de vibraciones, sensor de fuerza, sensor de presión, sensor de humedad, sensor de aire de purga, sensor de estado de

lubricación, sensor de revoluciones, sensor de aceleración y/o como actuador del grupo de válvula de aire de purga, accionamiento de regulador, válvula magnética neumática o hidráulica, doslficador de lubricante, doslficador de refrigerante, motor del husillo.

Cuando el bus de husillo y el bus de cabezal son compatibles entre sí pueden ser conectados galvánicamente en la interfaz. En sistemas de bus diferentes deben usarse convertidores de protocolos correspondientes.

Una configuración preferente de la invención prevé que el cabezal de mecanización presente en el lado frontal al menos un módulo funcional del grupo de corredera lineal o giratoria, accionamiento de regulador, motor de accionamiento, codificador rotatorio, sensor de posición, dosificador, elemento calefactor, láser, sensor de temperatura, sensor de aceleración. En este caso, en accionamiento de regulador y el motor de accionamiento están previstos, apropiadamente, para un accionamiento de corredera, mientras que el codificador rotatorio y el sensor de posición están previstos para la medición de posición dentro de un sistema de correderas.

Contrariamente, para el proceso de limpieza, soldadura autógena y soldadura heterogénea se tienen en cuenta, preferentemente, los dosificadores y los módulos calefactores y refrigerantes.

Los módulos funcionales frontales están provistos, preferentemente, de una herramienta del grupo de herramienta de corte, herramienta de taladrar, herramienta de fresar, herramienta de fricción, herramienta de soldadura heterogénea, herramienta de soldadura autógena, herramienta de templado, herramienta de recubrimiento, herramienta de rotulación, herramienta de limpieza, herramienta de medición, cámara.

Como bus de husillo y/o bus de cabezal se considera, preferentemente, un bus de campo estandarizado, preferentemente un bus CAN o bus LIN.

Otra configuración preferente de la invención prevé que el trayecto de transmisión de rotación presente una unidad de transmisión y recepción para la transmisión de datos bidireccionales sin contacto.

Además, el trayecto de transmisión de rotación presenta, adicionalmente, una unidad de transmisión y recepción para la transmisión de energía sin contacto o galvánica. El bus de husillo y el bus de cabezal pueden estar conectados a un control central de máquina por medio de un sistema de bus fijo al bastidor.

A continuación, la invención se explicará en detalle mediante un ejemplo de realización mostrado de manera

esquemática en el dibujo. Muestran:

La figura 1, un esquema de un control de husillo y cabezal de una máquina herramienta para la mecanización de piezas de trabajo;

la figura 2, un esquema de un ejemplo de realización modificado respecto de la figura 1 del control de husillo y cabezal de una máquina herramienta para el mecanizado de una pieza de trabajo.

Los husillos de máquina 1 mostrados esquematizados en el dibujo son componentes de una máquina herramienta para la mecanización de piezas de trabajo, en particular para el mecanizado completo, que presenta, adicionalmente, un... [Seguir leyendo]

1. Máquina herramienta con un bastidor de máquina, con un husillo de máquina accionado por motor, dispuesto giratorio en el bastidor de máquina (1) con al menos un cabezal de mecanización (12) recambiable en el husillo de máquina (1), que presenta un elemento de acoplamiento compatible con un alojamiento del husillo de máquina (1) y un transmisor rotativo (16) para la transmisión de datos entre un estator fijo al bastidor (18) y un rotor fijo al husillo (2), caracterizada porque el husillo de máquina (1) presenta una pluralidad de módulos funcionales (28', 28", 28"') del lado de husillo y, formando un componente de un bus de husillos (3), un sistema de conductores al cual están conectados los módulos funcionales (28', 28", 28'") formando estaciones de abonados del bus de husillos (3), y porque el bus de husillos (3) comunica con un bus de campo (32) fijo al bastidor por medio del trayecto de transmisión rotativa (16).

2. Máquina herramienta según la reivindicación 1, caracterizada por que el bus de husillos (3) presenta un convertidor de protocolos (48) fijo al rotor preferentemente comunicante por medio de un adaptador de bus de campo (38) con el bus de campo (32) fijo al bastidor.

3. Máquina herramienta según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque el husillo de máquina (1) presenta como elemento de medición al menos un módulo funcional (28, 28, 28) del lado de husillo del grupo de sensor de temperatura, sensor de vibraciones, sensor de fuerza, sensor de presión, sensor de humedad, sensor de aire de purga, sensor de estado de lubricación, sensor de revoluciones, sensor de aceleración, sensor de aceleración relativa y/o como actuador del grupo de válvula de aire de purga, accionamiento de regulador, válvula magnética neumática o hidráulica, dosificador de lubricante, dosificador de refrigerante, motor del husillo.

4. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el cabezal de mecanización (12) presenta una pluralidad de módulos funcionales (34', 34", 34'") frontales y formando un bus de cabezal (36) un sistema de conductores al que están conectados los módulos funcionales (34, 34, 34) frontales formando abonados del bus de cabezal (36), estando el bus de cabezal (36) comunicado con el bus de husillo (3) a través de una interfaz (14).

5..Máquina herramienta según la reivindicación 4, caracterizada por que el bus de cabezal (36) está conectado en la interfaz (14) galvánicamente al bus de husillo (3) o comunica con el mismo por medio de un convertidor de protocolos (5).

6. Máquina herramienta según las reivindicaciones 4 o 5, caracterizada por que el cabezal de mecanización (12) presenta al menos un módulo funcional (34, 34, 34) frontal del grupo de corredera lineal o giratoria, accionamiento de regulador, motor de accionamiento, codificador rotatorio, sensor de posición, dosificador, elemento calefactor.

7. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada por que el cabezal de mecanización (12) presenta al menos un módulo funcional (341, 34", 34"') frontal con una herramienta del grupo de herramienta de corte, herramienta de taladrar, herramienta de fresar, herramienta de ficción, herramienta de soldadura heterogénea, herramienta de soldadura autógena, herramienta de templado, herramienta de recubrimiento, herramienta de rotulación, herramienta de limpieza, herramienta de medición, cámara.

8. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que el bus de husillo (3) y/o el bus de cabezal (36) están configurados como bus de campo estandarizado, preferentemente como bus CAN o bus LIN.

9. Máquina herramienta según las una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que el trayecto de transmisión rotativa (16) está dispuesto en el husillo de máquina (1) en el extremo opuesto al cabezal de mecanización (12).

1. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el cabezal de mecanización (12) presenta una corredera accionable por motor para el alojamiento de una herramienta y un sistema de posicionamiento regulado para la corredera.

11. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 1, caracterizada por que el trayecto de transmisión rotativa (16) presenta una unidad de transmisión y recepción para la transmisión bidireccional sin contacto de datos.

12. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por que el trayecto de transmisión rotativa (16) presenta adicionalmente una unidad de transmisión y recepción para la transmisión bidireccional sin contacto y/o galvánica de energía.