Transmisor de rotación para máquinas herramienta.

Transmisor de rotación para máquinas herramienta con un estátor (18) fijado a la máquina,

con un rotor rotativo (26) fijado a una herramienta en torno a un eje de rotación (12) y con elementos emisores y receptores (56,56', 58,58') del lado del estátor y del rotor para la transmisión de datos sin contacto bidireccional, estando los elementos emisores y receptores (56,56', 58,58') conformados como componentes optoelectrónicos, que están agrupados en el estátor (18) y en el rotor (26) en grupos emisores (64,64') y grupos receptores (66,66') al lado del estátor y del rotor con un sistema electrónico de emisión y recepción (60,60', 62,62') asociado respectivamente, estando los elementos emisores y receptores (56,58 '; 56', 58) enfrentados mutuamente en pares y dispuestos de este modo unos respecto a otros, de tal manera que en cualquier posición de rotación del rotor (26) con relación al estátor (18), los grupos emisores y receptores (64,66 '; 64', 66) dispuestos mutuamente se comunican entre sí a través de al menos uno de sus respectivos elementos emisores y receptores (56,58 '; 56', 58), y estando previsto respectivamente por el lado del estátor y del rotor, un bobinado de potencia (54,54') separado uno de otro por medio de un entrehierro (35) para la transferencia de energía inductiva de acuerdo con el principio del transformador, caracterizado porque los bobinados de potencia del lado el estátor y del rotor están enfrentados mutuamente a través de un entrehierro axial (35) y con relación al grupo emisor y receptor (64,66', 64', 66) adyacente respectivamente están dispuestos concéntricamente con respecto al eje de rotación y porque los elementos emisores y receptores (56,56 ', 58,58') por el lado del estátor y del rotor con su sistema electrónico de emisión y recepción (60,60 ', 62,62') con respecto al entrehierro (35) están axialmente desplazados hacia atrás en una cámara blindada (50,50') del estátor (18) o del rotor (26) con relación a los bobinados de potencia (54,54') y acoplados visualmente por medio de un respectivo trayecto conductor de luz axial (68,68') a una ventana de entrada o salida (74,74') translúcida con respecto al entrehierro (35).

Transmisor de rotación para máquinas herramienta El invento trata de un transmisor de rotación para máquinas herramienta con un estátor fijado a la máquina, con un rotor rotativa fijado a una herramienta en torno a un eje de rotación y con elementos emisores y receptores del lado del estátor y del rotor para la transmisión de datos sin contacto bidireccional.

Transmisores de rotación de este tipo se utilizan por ejemplo en máquinas herramienta con herramientas de ajuste (EP 1 856 705 B1) . En el transformador de rotación de la técnica anterior, los elementos emisores y receptores del lado del estátor y del rotor presentan espiras de acoplamiento del lado del estátor y del rotor asociadas en pares una con la otra para la transmisión de datos inductiva, estando dichas espiras conectadas a un sistema electrónico de emisión y recepción. Además, está previsto un bobinado de potencia concéntrico del lado del estátor y del rotor respectivamente con relación a las espiras de acoplamiento para la transferencia de energía inductiva de acuerdo con el principio del transformador. Los bobinados de potencia y las espiras de acoplamiento están separados entre sí por medio de un segmento de núcleo del lado del estátor y del rotor respectivamente, estando los segmentos de núcleo del lado del estátor y del rotor separados en extremos enfrentados mutuamente por medio de un entrehierro. Una desventaja conocida de esta disposición consiste en que a pesar de los segmentos de núcleo ferromagnéticos dispuestos entre las líneas de transmisión para la transmisión de datos y energía, se produce una perturbación significativa en la transferencia de datos a través de la transferencia de energía.

Una mejora adicional en este sentido se puede lograr (EP 0229399) , porque los elementos emisores y receptores están conformados como componentes optoelectrónicos, que están agrupados en el estátor y en el rotor en grupos emisores y grupos receptores al lado del estátor y del rotor con un sistema electrónico de emisión y recepción asociado respectivamente, estando los elementos emisores y receptores de los grupos emisores y receptores del lado del rotor y del estátor asociados mutuamente, enfrentados entre sí en pares a través de un trayecto de transmisión axial y dispuestos uno respecto al otro, de modo que en cualquier posición de rotación del rotor respecto al estátor, los grupos emisores y receptores asociados mutuamente se comunican entre sí a través de al menos uno de sus respectivos elementos emisores y receptores. De este modo, la comunicación de datos en el caso de rotor rotatorio y fijo se garantiza ininterrumpidamente.

La tarea del invento a resolver se aprecia en el hecho de que en un trayecto de transmisión de datos de interferencia optoinductiva se evitarán en gran medida interferencias de los elementos emisores y receptores y su sistema electrónico a través de campos de dispersión electromagnéticos a partir del trayecto de transmisión de energía inductiva o perturbaciones producidas debido a la presencia de virutas o polvo.

Para lograr este objetivo especificado se propone la combinación de características indicadas en la reivindicación de patente 1. Las conformaciones y modificaciones favorables del invento resultarán evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes.

La solución del invento consiste esencialmente en que los elementos emisores y receptores del lado del rotor y del estátor con su sistema electrónico de emisión y recepción respecto al entrehierro, estén retrodispuestos axialmente y conectados a través de un trayecto conductor de luz con una ventana de entrada o de salida translúcida respecto al entrehierro y con una carcasa del rotor o del estátor blindada respecto al trayecto de transmisión de energía. El trayecto conductor de luz puede estar conformado por una capa intermedia translúcida. Alternativamente, el trayecto conductor de luz comprende una fibra óptica, un haz de fibras ópticas o un difusor de dispersión de luz. Además, para la colocación óptima de los cables de conexión y un mejor uso del espacio, puede ser ventajoso si en el trayecto conductor de luz especialmente del estátor, está dispuesto un espejo o un prisma para desviar un haz de luz modulado con los datos a transmitir.

Según una configuración favorable el invento, los elementos emisores y receptores de los grupos emisores y receptores asociados mutuamente están dispuestos sobre un círculo o un segmento circular del lado del estátor y del rotor con aproximadamente el mismo radio respecto al eje de rotación. Esto se puede producir por ejemplo, porque los elementos emisores y receptores de los grupos emisores y receptores asociados mutuamente, están dispuestos en pares sobre los mismos radios. Es particularmente favorable, si todos los elementos emisores y receptores están dispuestos sobre el mismo radio.

Una configuración favorable del invento prevé que los elementos emisores y receptores de los grupos emisores y receptores estén dispuestos en intervalos angulares definidos entre sí en el rotor y en el estátor.

Con el fin de permitir el acceso al rotor con un sistema de manipulación automático, es favorable, si el estátor, con sus grupos emisores y receptores y con su bobinado de potencia, se extiende solamente sobre un segmento de cilindro, mientras que el rotor con sus grupos emisores y receptores y con su bobinado de potencia, puede extenderse sobre un cilindro sólido. En principio, también es concebible una variante con estátor de cilindro sólido.

Otra configuración favorable del invento prevé que los elementos emisores estén conformados como diodos emisores de luz (LED) , mientras que los elementos receptores pueden estar conformados como fotodiodos o fotoelementos. Favorablemente, los elementos emisores y receptores conforman una unidad estructural y son conmutables en modo semiduplex.

A continuación se explicará el invento en base a ejemplos de fabricación representados esquemáticamente en los dibujos. E muestra en la:

figura 1, una vista lateral de un cabezal de herramienta sujeto a un husillo de la máquina con transformador de rotación para la transmisión de energía y datos en una representación seccionada parcialmente; figura 2a, una vista en planta del transformador de rotación visto desde el lado del estátor para una transmisión de datos en modo semiduplex; figura 2b, una sección a lo largo de la línea de sección A-A de la figura 2a; figura 2c, una representación según la figura 2a para la transmisión de datos en modo dúplex completo. figuras 3a hasta c, una sección a través del transformador de rotación para tres variantes de fabricación diferentes en una vista en sección correspondiente a la figura 2b.

El cabezal de herramienta 10 conformado como cabezal rotatorio fino representado en la figura 1, está compuesto principalmente de un cuerpo base 11, de una herramienta de corte con corredera 14, ajustable transversalmente al eje de rotación 12 del cabezal de herramienta 10 con relación al cuerpo base 11, de al menos un consumidor de energía no representado dispuesto dentro del cabezal de la herramienta 10, por ejemplo, en forma de un dispositivo de medición para la medición directa, así como de un motor de ajuste eléctrico para la corredera 14. La alimentación de corriente para los consumidores de corriente y el intercambio de datos se realiza a través de un transmisor de rotación 17 que consta de un estátor 18 y de un rotor 26. El cabezal de herramienta 10 es acoplable al husillo de máquina 22 de una máquina herramienta 24 mediante un vástago de herramienta 20 que sobresale axialmente sobre el cuerpo base 11. Para ajustar un entrehierro 35 entre el estátor y el rotor, la carcasa del estátor 34 está dispuesta sobre un soporte 40 fijado al estátor, con capacidad de ajuste por medio de un mecanismo de ajuste 42, tanto en su distancia respecto al rotor como también en su posición de rotación alrededor de un eje paralelo respecto al eje de rotación 12.

En el ejemplo de fabricación mostrado en las figuras 1 y 2a y b, el estátor 18 se extiende en forma segmentada solamente sobre una circunferencia parcial de aproximadamente 60º a 70º del vástago de herramienta 20 y deja libre la mayor parte del perímetro del vástago, conformando un espacio libre 43 para el acceso de una garra de herramienta 44 para el cambio automático de herramientas. Durante el cambio de herramientas, el cabezal de herramienta 10 es cogido en la ranura de agarre 46 por la garra de herramienta 44 desde el lado opuesto al estátor y estando desacoplado el acoplamiento de herramienta es desplazado axialmente con respecto al husillo de máquina 22. El acoplamiento del cabezal de herramienta 10 con el... [Seguir leyendo]

1. Transmisor de rotación para máquinas herramienta con un estátor (18) fijado a la máquina, con un rotor rotativo (26) fijado a una herramienta en torno a un eje de rotación (12) y con elementos emisores y receptores (56, 56', 58, 58') del 5 lado del estátor y del rotor para la transmisión de datos sin contacto bidireccional, estando los elementos emisores y receptores (56, 56', 58, 58') conformados como componentes optoelectrónicos, que están agrupados en el estátor (18) y en el rotor (26) en grupos emisores (64, 64') y grupos receptores (66, 66') al lado del estátor y del rotor con un sistema electrónico de emisión y recepción (60, 60', 62, 62') asociado respectivamente, estando los elementos emisores y receptores (56, 58 '; 56', 58) enfrentados mutuamente en pares y dispuestos de este modo unos respecto a otros, de tal 10 manera que en cualquier posición de rotación del rotor (26) con relación al estátor (18) , los grupos emisores y receptores (64, 66 '; 64', 66) dispuestos mutuamente se comunican entre sí a través de al menos uno de sus respectivos elementos emisores y receptores (56, 58 '; 56', 58) , y estando previsto respectivamente por el lado del estátor y del rotor, un bobinado de potencia (54, 54') separado uno de otro por medio de un entrehierro (35) para la transferencia de energía inductiva de acuerdo con el principio del transformador, caracterizado porque los bobinados de potencia del 15 lado el estátor y del rotor están enfrentados mutuamente a través de un entrehierro axial (35) y con relación al grupo emisor y receptor (64, 66', 64', 66) adyacente respectivamente están dispuestos concéntricamente con respecto al eje de rotación y porque los elementos emisores y receptores (56, 56 ', 58, 58') por el lado del estátor y del rotor con su sistema electrónico de emisión y recepción (60, 60 ', 62, 62') con respecto al entrehierro (35) están axialmente desplazados hacia atrás en una cámara blindada (50, 50') del estátor (18) o del rotor (26) con relación a los bobinados de potencia (54, 54') y acoplados visualmente por medio de un respectivo trayecto conductor de luz axial (68, 68') a una ventana de entrada o salida (74, 74') translúcida con respecto al entrehierro (35) .

2. Transmisor de rotación según la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos emisores y receptores (56, 58 '; 56', 58) de los grupos emisores y receptores (64, 66 '; 64', 66) asociados mutuamente, están dispuestos sobre un círculo o un segmento circular del lado del estátor y del rotor con aproximadamente el mismo radio con relación al eje de rotación (12) .

3. Transmisor de rotación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los elementos emisores y receptores (56, 58 '; 56', 58) de los grupos emisores y receptores (64, 66 '; 64', 66) asociados mutuamente están dispuestos en 30 pares sobre los mismos radios.

4. Transmisor de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque todos los elementos emisores y receptores (56, 56 ', 58, 58') están dispuestos sobre el mismo radio.

5. Transmisor de rotación según la reivindicación 4, caracterizado porque los elementos emisores y receptores (56, 58 '; 56', 58) de los grupos emisores y receptores (64, 66 '; 64', 66) asociados mutuamente que presentan diferente dirección, emiten luz de diferentes colores.

6. Transmisor de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los elementos emisores y receptores (56, 56', 58, 58') de los grupos emisores y receptores (64, 64', 66, 66') están dispuestos en el estátor (18) y en el rotor (26) en distancias angulares definidas entre sí.

7. Transmisor de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el estátor (18) se extiende sobre un segmento cilíndrico con sus grupos emisores y receptores (64, 66) y con su bobinado de potencia (54) .

8. Transmisor de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el rotor (26) se extiende sobre un cilindro sólido con sus grupos emisores y receptores (64', 66') y con su bobinado de potencia (54 ') .

9. Transmisor de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los elementos emisores 50 (56, 56') están conformados como diodos emisores de luz (LED) .

10. Transmisor de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los elementos receptores (58, 58 ') están conformados como fotoelementos o fotodiodos.

11. Transmisor de rotación según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el trayecto conductor de luz (68, 68 ') está conformado por una capa intermedia translúcida.

12. Transmisor de rotación según la reivindicación 11, caracterizado porque el trayecto conductor de luz (68, 68') comprende una fibra óptica o un mazo de fibras ópticas.

13. Transmisor de rotación según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque el trayecto conductor de luz (68, 68 ') comprende un difusor conductor de luz.

14. Transmisor de rotación según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque en el trayecto conductor de 65 luz (68, 68 ') está dispuesto un espejo o un prisma (76) para desviar un haz de luz utilizado para la transmisión de datos.

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15. Transmisor de rotación según la reivindicación 14, caracterizado porque los elementos emisores y receptores (56, 58'; 56', 58) de los grupos emisores y receptores (64, 66'; 64', 66) asociados mutuamente están dispuestos sobre un círculo o un segmento circular del lado del estátor y del rotor respectivamente con radios que difieren en pares respecto al eje de rotación (12) .

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