ES2201027T3 - Maquina herramienta con dispositivo para mover un carro portahusillo. - Google Patents

Maquina herramienta con dispositivo para mover un carro portahusillo.

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Abstract

Máquina herramienta que comprende al menos un carro (4) portahusillo que principalmente se extiende longitudinalmente a lo largo de un eje definido (T) y en condiciones de moverse en una dirección (V) paralela a dicho eje (T) al menos entre una primera posición final replegada y una segunda posición final extendida con respecto a una guía fija de deslizamiento (9) que se extiende en dicha dirección (V), movido por al menos un motor eléctrico lineal (10), cuyo núcleo primario (11) está conectado al carro (4) y cuyo núcleo secundario (12) está conectado a la guía de deslizamiento (9), dicha guía de deslizamiento (9) comprendiendo medios fijos de deslizamiento (25) que son solidarios a la misma guía de deslizamiento (9), que se extienden longitudinalmente en dicha dirección (V) por una distancia menor que la extensión longitudinal del núcleo secundario (12) y que se vinculan con correderas (19 y 20) solidarias al carro (4), una porción longitudinal del carro portahusillo (4) comprendiendo al menos una porción del núcleo primario (11) que sobresale con respecto a los medios fijos de deslizamiento (25) en al menos una de las dos posiciones finales del mismo carro (4), la máquina herramienta estando caracterizada por el hecho que el carro comprende medios de contacto por deslizamiento (29) que se oponen a la guía de deslizamiento (9) al menos cuando la porción del núcleo primario (11) está en la posición donde sobresale con respecto a los medios fijos de deslizamiento (25) y la fuerza magnética está atrayendo recíprocamente el núcleo primario (11) y el núcleo secundario (12) del motor eléctrico lineal (10).

Description

Máquina herramienta con dispositivo para mover un carro portahusillo.
La presente invención se refiere a un dispositivo para mover un carro portahusillo, de acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1 (ver, por ejemplo, la patente de invención EP-A-0.893.196).
En particular la presente invención se refiere a un dispositivo para mover el carro portahusillo de una máquina herramienta soportado por un bastidor y controlado por motores lineales que mueven la herramienta a alta velocidad a lo largo de uno o varios ejes.
En las modernas máquinas herramientas automáticas, la herramienta normalmente está instalada sobre un elemento de soporte movido por motores lineales a lo largo de tres ejes que son perpendiculares
entre sí.
Las máquinas herramientas automáticas de la técnica conocida comprenden un motor eléctrico lineal que proporciona al menos el movimiento vertical del carro portahusillo. El motor eléctrico lineal comprende un rotor, también conocido como núcleo primario o simplemente "primario", y un estator, también conocido como núcleo secundario o simplemente "secundario", el primario siendo solidario con el carro portahusillo, y el secundario siendo solidario con la guía deslizamiento vertical por la cual se mueve el husillo.
La guía de deslizamiento vertical del husillo posee, en su fondo y situadas de manera simétrica, dos pares de guías fijas lineales, por ejemplo del tipo de bolas de recirculación, las cuales están vinculadas de manera permanente con dos correspondientes correderas longitudinales obtenidas en el carro móvil. Las guías fijas también mantienen el primario y el secundario a una distancia fija entre sí, esta distancia constituyendo el entrehierro del motor lineal.
Las guías fijas están situadas en la guía de deslizamiento vertical a una adecuada y recíproca distancia axial para formar en la misma guía de deslizamiento una zona sumamente rígida en condiciones de resistir con facilidad el efecto reactivo transmitido al carro por el husillo durante el maquinado.
La extensión longitudinal del carro es mayor que la distancia axial entre los dos pares de guías fijas y la distancia entre los dos pares de guías es aproximadamente igual al recorrido vertical del carro móvil. En efecto, alargar la extensión longitudinal de las guías fijas podría sobrecargar indebidamente la máquina herramienta, con repercusiones negativas sobre la precisión y prestación de la máquina.
Agregar más pares de guías fijas, si bien no aumenta de manera considerable el peso de la guía de deslizamiento, sin embargo hace necesario prolongar las correderas longitudinales para hacer permanente el acoplamiento entre la corredera y la guía. Si el acoplamiento no fuera permanente, podría existir un serio riesgo de colisiones dañinas con los extremos de las correderas cuando entran en las guías debido a la alta velocidad con que se mueve el carro portahusillo.
Por obvios motivos prácticos, el primario del motor lineal, que está situado cerca de la parte superior del carro móvil, ocupa una porción longitudinal del mismo carro de manera de mantenerlo permanentemente enfrentado al secundario que está dispuesto fijo a la guía de deslizamiento vertical.
Cuando el carro portahusillo es llevado hasta su posición más elevada, la parte del carro que incluye al primario sobresale con respecto al soporte ofrecido al mismo mediante las guías fijas de deslizamiento y, por consiguiente, la considerable fuerza magnética entre el primario y el secundario atrae recíprocamente el primario y el secundario. Esto tiende a flexionar el carro y a sacarlo de su alineación con respecto a su soporte fijo, con repercusiones negativas sobre la precisión del maquinado.
El objetivo de la presente invención es el de superar la desventaja mencionada con anterioridad proporcionando un dispositivo para mover al carro portahusillo y que sea liviano, compacto y de fabricación económica.
Por consiguiente, la presente invención proporciona una máquina herramienta que comprende al menos un carro portahusillo que principalmente se extiende longitudinalmente a lo largo de un eje definido y en condiciones de moverse en una dirección paralela a dicho eje al menos entre una primera posición final replegada y una segunda posición final extendida con respecto a una guía fija de deslizamiento que se extiende en dicha dirección, movido por al menos un motor eléctrico lineal, cuyo núcleo primario está conectado al carro y cuyo núcleo secundario está conectado a la guía de deslizamiento, dicha guía de deslizamiento comprendiendo guías fijas de deslizamiento solidarias con la misma guía de deslizamiento, extendiéndose longitudinalmente en dicha dirección por una distancia menor que la extensión longitudinal del núcleo secundario y vinculado con correderas solidarias con el carro, una porción longitudinal del carro portahusillo que comprende al menos una porción del núcleo primario sobresaliente con respecto a las guías fijas de deslizamiento en al menos una de las dos posiciones finales del mismo carro, la máquina herramienta estando caracterizada por el hecho que el carro comprende medios de contactos por deslizamiento que se oponen a la guía de deslizamiento al menos cuando la porción del núcleo primario está en la posición donde sobresale con respecto a los medios fijos de deslizamiento y la fuerza magnética está atrayendo recíprocamente el núcleo primario y el núcleo secundario del motor eléctrico lineal.
Ahora la invención se describirá con referencia a los dibujos anexos que ilustran una realización preferida de la misma, y en los cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de una máquina herramienta hecha de acuerdo a la presente invención;
- la figura 2 es una vista de detalle esquemática en perspectiva de una parte de la máquina herramienta mostrada en la figura 1 que ilustra la parte en una primera posición operativa replegada;
- la figura 3 es una vista de detalle esquemática en perspectiva de la parte mostrada en la figura 2 que ilustra la parte en una segunda posición operativa extendida.
Con referencia a la figura 1, el numeral 1 denota en su totalidad una máquina herramienta automática de tipo control numérico instalada sobre una base (2). La máquina (1) está provista de un módulo operativo (3) que se puede mover en el espacio tridimensional a lo largo de los tres ejes lineales X, Y y Z del sistema de coordenadas cartesianas.
El módulo operativo (3) comprende un carro (4) sobre el cual está instalado un husillo (5) que transmite movimiento giratorio de corte a una herramienta de corte del tipo conocido y no ilustrada. El carro (4) principalmente se extiende a lo largo del eje longitudinal (T) y puede moverse en una dirección vertical (V) paralela al mencionado eje Y entre una primera posición final replegada, ilustrada en la figura 2, y una segunda posición final extendida, ilustrada en la figura 3.
La máquina (1) ilustrada en la figura 1 también está provista de un depósito del tipo conocido, que no está ilustrado en detalle y está etiquetado esquemáticamente mediante el numeral 6. Este depósito aloja una pluralidad de herramientas a las cuales el módulo operativo (3) puede acceder en cualquier momento durante un ciclo de maquinado para cambiar automáticamente la herramienta en el caso que fuera requerida otra herramienta para una diferente operación de maquinado.
Tal como se puede apreciar en las figuras 2 y 3, el extremo inferior (7) del carro (4) sostiene el husillo (5) al cual se vinculan las mencionadas herramientas (no ilustradas), y presenta una protuberancia (8) de forma paralelepípeda, que se extiende longitudinalmente y que aloja al equipo usado para mover el husillo (5), equipo que es de tipo conocido y, por lo tanto, no ilustrado.
El carro (4) está soportado y guiado en su movimiento vertical por una guía de deslizamiento (9) que está colocada en una posición fija con respecto a la dirección vertical (V) y que también se extiende longitudinalmente a lo largo de la misma dirección (V).
El carro (4) es movido por un motor eléctrico lineal (10) que comprende un núcleo primario o rotor (11) y un núcleo secundario o estator (12).
Nuevamente con referencia a las figuras 2 y 3, el núcleo primario o rotor (11) está colocado y conectado al carro (4) en su extremo superior (13), opuesto al mencionado extremo inferior.
El núcleo secundario o estator (12) se extiende longitudinalmente a lo largo de toda la longitud de la guía de deslizamiento (9) y es solidario a la guía de deslizamiento.
El núcleo primario (11) y el núcleo secundario (12) están ubicados enfrentados y separados por un adecuado entrehierro (14) de acuerdo al principio de funcionamiento conocido de los motores eléctricos lineales.
En sus bordes (15 y 16), simétricamente opuestos entre sí con respecto al eje (T), el carro (4) tiene dos delgadas porciones longitudinales (17 y 18) que constituyen dos correderas (19 y 20), cada una proyectada para vincularse con un correspondiente par (21 y 22) de guías fijas de deslizamiento (23 y 24), superior e inferior respectivamente, las cuales son solidarias a la guía de deslizamiento (9) en dos correspondientes bordes (9a y 9b) para formar un montaje corredizo entre el carro (4) y la guía de deslizamiento (9).
Las guías (23 y 24) de cada par (21 y 22) constituyen medios fijos de deslizamiento denotados en su totalidad por el numeral 25. De manera ventajosa, esas guías (23 y 24) son del tipo de rodillos o bolas de recirculación.
Con referencia a las figuras 2 y 3, las dos guías (23 y 24) superior e inferior de cada par (21 y 22) delimitan una porción inferior (26) de la guía de deslizamiento (9), esta porción presentando una sección transversal más ancha que el resto de la guía de manera de conferir máxima rigidez al módulo operativo (3) durante el maquinado.
Con referencia a las figuras 2 y 3, el extremo superior (13) del carro (4) presenta dos patines (27 y 28) situados simétricamente opuestos entre sí con respecto al eje (T) y juntos constituyendo medios de contacto por deslizamiento (29) para el carro (4) ya que éste se mueve con relación a la guía de deslizamiento (9).
En la realización preferida ilustrada en los dibujos, los patines (27 y 28) son del tipo con rodillos que se mueven sobre correspondientes superficies de deslizamiento longitudinales (30 y 31) que son solidarias con la guía de deslizamiento (9) y están situadas simétricamente opuestas entre sí con respecto al eje T en correspondientes zonas laterales (32 y 33) de la misma guía de deslizamiento (9).
Durante el funcionamiento de la máquina (1), el carro portahusillo (4) se mueve rápidamente en la dirección V, acercándose y alejándose de la pieza a elaborar.
Tal como se puede ver en la figura 2, cuando el carro (4) alcanza la posición superior, la cual está replegada con respecto a la guía fija de deslizamiento (9) vertical, el primario (11) queda enfrentado al secundario (12) en una configuración en la cual el extremo superior (13) del carro (4) no está soportado por las guías fijas (23 y 24).
Tal como se puede ver en la figura 3, por el contrario, cuando el carro (4) alcanza la posición extendida con respecto a la guía de deslizamiento (9), el primario (11) queda enfrentado al secundario (12) en una zona que forma parte de la porción longitudinal delimitada por las guías (23 y 24) y que por lo tanto es sumamente rígida.
En esta configuración extendida, los patines (27 y 28) mantienen el entrehierro (14) en un valor constante impidiendo que el núcleo primario (11) y el núcleo secundario (12) se acerquen recíprocamente debido a la gran fuerza magnética creada por la circulación de corriente.

Claims (7)

1. Máquina herramienta que comprende al menos un carro (4) portahusillo que principalmente se extiende longitudinalmente a lo largo de un eje definido (T) y en condiciones de moverse en una dirección (V) paralela a dicho eje (T) al menos entre una primera posición final replegada y una segunda posición final extendida con respecto a una guía fija de deslizamiento (9) que se extiende en dicha dirección (V), movido por al menos un motor eléctrico lineal (10), cuyo núcleo primario (11) está conectado al carro (4) y cuyo núcleo secundario (12) está conectado a la guía de deslizamiento (9), dicha guía de deslizamiento (9) comprendiendo medios fijos de deslizamiento (25) que son solidarios a la misma guía de deslizamiento (9), que se extienden longitudinalmente en dicha dirección (V) por una distancia menor que la extensión longitudinal del núcleo secundario (12) y que se vinculan con correderas (19 y 20) solidarias al carro (4), una porción longitudinal del carro portahusillo (4) comprendiendo al menos una porción del núcleo primario (11) que sobresale con respecto a los medios fijos de deslizamiento (25) en al menos una de las dos posiciones finales del mismo carro (4), la máquina herramienta estando caracterizada por el hecho que el carro comprende medios de contacto por deslizamiento (29) que se oponen a la guía de deslizamiento (9) al menos cuando la porción del núcleo primario (11) está en la posición donde sobresale con respecto a los medios fijos de deslizamiento (25) y la fuerza magnética está atrayendo recíprocamente el núcleo primario (11) y el núcleo secundario (12) del motor eléctrico lineal (10).
2. Máquina herramienta según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho que los medios fijos de deslizamiento (25) comprenden al menos dos guías (23 y 24) situadas en la guía de deslizamiento (9) en lados opuestos al eje (T).
3. Máquina herramienta según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho que los medios fijos de deslizamiento (25) comprenden al menos dos pares (21 y 22) de guías (23 y 24) situadas en la guía de deslizamiento (9) en lados opuestos al eje (T).
4. Máquina herramienta según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada por el hecho que las guías (23 y 24) son del tipo de bolas de recirculación.
5. Máquina herramienta según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada por el hecho que las guías (23 y 24) son del tipo de rodillos.
6. Máquina herramienta según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por el hecho que los medios de contacto por deslizamiento (29) comprenden al menos un patín (27 o 28) que es solidario al carro (4) y está proyectado para vincularse con al menos una correspondiente superficie (30 o 31) que es solidaria a la guía de deslizamiento (9).
7. Máquina herramienta según la reivindicación 6, caracterizada por el hecho que el patín (27 o 28) es del tipo de rodillos.
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