ES2246130A1 - Cambiador de herramientas para centros de mecanizado. - Google Patents
Cambiador de herramientas para centros de mecanizado.Info
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Abstract
Cambiador de herramientas para centros de mecanizado, formado por un conjunto operativo (1) que consta de un accionamiento giratorio (2) dispuesto sobre un soporte de sujeción (3), al cual va acoplada una mesa en cruz (5) que comporta uno o más pares de pinzas (8), con las cuales es susceptible la sujeción de las herramientas para su sustitución respecto de los cabezales portaherramientas de mecanizado.
Description
Cambiador de herramientas para centros de
mecanizado.
La presente invención está relacionada con el
sector de la máquina-herramienta y más concretamente
con el cambio de las herramientas de trabajo que se emplean en los
centros de mecanizado, proponiendo un dispositivo que realiza de
una forma automática la función del cambio de las herramientas en
una operación continua mediante un único movimiento.
En el sector de la
máquina-herramienta se conocen dispositivos que
realizan automáticamente el cambio de las herramientas que se
utilizan en los centros de mecanizado, siendo los dispositivos más
utilizados para este fin los denominados de tipo hélice, que
comprenden un brazo sujetado de forma giratoria por su zona media
y que incorpora en sus extremos sendas pinzas para sujetar las
herramientas a manipular.
Estos cambiadores de herramientas se sitúan en
uno de los extremos de la máquina de aplicación, de forma que cada
vez que ésta debe cambiar de herramienta, su cabezal
portaherramientas tiene que desplazarse hasta el lugar donde se
encuentra situado el cambiador, suponiendo ésto un desgaste para la
máquina, además de la pérdida de tiempo que requiere el
traslado.
Otro inconveniente a destacar de los cambiadores
automáticos convencionales es la cantidad de movimientos que tienen
que realizar para llevar a cabo el cambio de las herramientas, de
modo que en general realizan cinco o más pasos, para posicionarse
delante del portaherramientas de la máquina, coger la herramienta
usada con una de las pinzas, realizar un giro de 180º, posicionarse
de nuevo delante del portaherramientas con la otra pinza provista
con la nueva herramienta a colocar cogida previamente de un
almacén, introducir la nueva herramienta en el portaherramientas y,
por último, dejar en el almacén la herramienta que se ha retirado
del portaherramientas. Todos estos pasos hacen que el cambio de las
herramientas resulte muy lento, lo que repercute en los tiempos de
trabajo y como consecuencia en el costo de la producción.
En lo que respecta a los almacenes donde se
alojan las herramientas disponibles, habitualmente se utilizan los
de tipo de carrusel, resultando el cambio de las herramientas
limitado a una herramienta por operación, con lo cual en los
centros de mecanizado con múltiples cabezales el problema de la
lentitud se multiplica. A ello se suma además el inconveniente del
desplazamiento de la máquina en cada operación hasta la posición
del almacén, según lo anteriormente indicado.
De acuerdo con la presente invención se propone
un cambiador de herramientas para la aplicación mencionada, el
cual ha sido desarrollado según una realización estructural que
aporta características muy ventajosas, superando en el aspecto
funcional los inconvenientes operativos de los dispositivos
convencionales de la misma función.
Este cambiador de herramientas objeto de la
invención consta de un conjunto formado por un accionamiento
giratorio, un soporte de sujeción y una mesa en cruz compuesta por
tres piezas móviles entre sí, comportando dicha mesa unas pinzas
manipuladoras de las herramientas de aplicación.
En el conjunto de la mesa en cruz, una pieza
inferior comporta las pinzas manipuladoras de las herramientas,
incorporando tantas parejas de pinzas como cabezales
portaherramientas disponga el centro de mecanizado de
aplicación.
Dicha pieza portadora de las pinzas se relaciona
con otra pieza intermedia que va por encima de ella, mediante un
montaje deslizante que permite el movimiento de la pieza inferior
hacia el frente y hacia atrás.
La mencionada pieza intermedia se relaciona a su
vez con una pieza superior, mediante un montaje deslizante que
permite el movimiento de todo el conjunto inferior en sentido
transversal hacia los laterales, estableciéndose la mencionada
pieza superior en unión fija sobre el soporte de sujeción, el cual
soporta a todo el conjunto.
Desde la pieza inferior del referido conjunto
componente de la mesa en cruz sale axialmente un vástago que
atraviesa a la pieza intermedia por una abertura central rasgada de
la misma y a la pieza superior a través de una ranura en forma de
"U" definida en esta pieza, quedando dicho vástago enganchado
de forma giratoria por una horquilla radial que sale de un
casquillo acoplado al accionamiento giratorio situado axialmente en
la parte superior sobre el soporte de sujeción.
Se obtiene así un conjunto que permite coger
mediante una de las pinzas de la mesa en cruz la herramienta que se
encuentra en el cabezal portaherramientas del centro de mecanizado,
para extraer dicha herramienta y llevarla a un almacén, al mismo
tiempo que con la otra pinza complementaria del par correspondiente
acopla una herramienta sustitutoria cogida previamente del almacén,
en el cabezal portaherramientas.
Todo esa operación de sustitución de las
herramientas de mecanizado se realiza en un movimiento continuo de
recorrido "U", merced a la combinación entre el accionamiento
giratorio y la pieza que comporta las pinzas manipuladoras de las
herramientas, por medio del conjunto componente de la mesa en cruz,
optimizando los tiempos que se emplean para realizar el cambio de
las herramientas, con lo que se mejora el rendimiento de la
producción.
Para mejorar la actuación de las operaciones
mencionadas, el recorrido en "U" del movimiento se prevé con
las zonas de los vértices redondeadas, lográndose así una perfecta
continuidad del movimiento como un solo movimiento continuo. Las
operaciones pueden desarrollarse además tanto en el plano
horizontal como en el plano vertical, permitiendo la aplicación
para cualquier tipo de centro de mecanizado.
En el conjunto estructural del cambiador se prevé
la incorporación de un cárter protector sobre la parte posterior,
mediante el cual se cubre el cono de amarre de la herramienta que
no se encuentre alojada en el cabezal, evitándose así que caigan
virutas u otras suciedades en ese cono vacío, el cual debe estar
limpio para un buen amarre de la herramienta correspondiente.
El mencionado conjunto operativo del cambio de
las herramientas se complementa con un almacén de las
herramientas, que consta de una sucesión de lamas en cadena,
formando un conjunto cerrado provisto con una motorización que
permite situar selectivamente las lamas en una posición de recogida
y descarga de las herramientas por el conjunto operativo de la
manipulación de las mismas.
Las lamas del almacén constituyen alojamientos
para las herramientas, en donde éstas pueden ser cogidas o
depositadas por el conjunto operativo de manipulación,
comprendiendo dicho almacén tantas correlaciones paralelas de lamas
en cadena como cabezales portaherramientas disponga el centro de
mecanizado de aplicación, permitiendo la sustitución de las
herramientas de todos los cabezales portaherramientas en una misma
operación, mediante respectivos pares de pinzas del conjunto
operativo de manipulación.
El cambiador de herramientas preconizado presenta
por lo tanto unas características que permiten realizar los
cambios de las herramientas de mecanizado con gran rapidez y
efectividad, adquiriendo su realización vida propia y carácter
preferente respecto de los mecanismos conocidos de la misma
función.
La figura 1 muestra una perspectiva explosionada
del conjunto operativo del cambiador de herramientas preconizado,
con los elementos componentes en posición correlativa de
montaje.
La figura 2 es una vista lateral del conjunto
anterior montado, sujetando una herramienta de mecanizado.
La figura 3 es una perspectiva frontal del
mencionado conjunto operativo del cambiador preconizado.
La figura 4 es una perspectiva como la anterior,
con el soporte de sujeción representado en forma de transparencia
para observar la relación de los componentes funcionales.
La figura 5 es una perspectiva lateral del
conjunto operativo en las mismas condiciones de la figura
anterior.
La figura 6 en una vista en planta seccionada de
dicho conjunto operativo del cambiador, pudiendo observarse la
trayectoria del movimiento en "U" que determina la mesa en
cruz.
La figura 7 muestra una vista lateral del
conjunto operativo del cambiador provisto con un cárter de
protección posterior.
La figura 8 es la correspondiente vista lateral
respecto de la figura anterior, con el cárter protector
seccionado.
La figura 9 muestra una vista lateral de la
aplicación del cambiador objeto de la invención en una realización
de incorporación en voladizo mediante una columna sustentadora.
La figura 10 es una correspondiente vista en
planta respecto de la figura anterior.
La figura 11 muestra una vista lateral de la
aplicación del cambiador en una realización de incorporación
mediante una estructura tipo puente.
La figura 12 es una correspondiente vista en
planta respecto de la figura anterior.
La figura 13 muestra una vista lateral del
almacén de herramientas que se dispone en combinación con el
conjunto operativo del cambiador preconizado.
La figura 14 es una vista de perfil de una
realización del almacén para el cambio de herramientas respecto de
múltiples cabezales de mecanizado.
El objeto de la presente invención se refiere a
un cambiador de herramientas, destinado para sustituir
automáticamente las herramientas (7) de los cabezales
portaherramientas de los centros de mecanizado cuando las
operaciones a realizar lo requieren.
Este cambiador de herramientas objeto de la
invención está formado por un conjunto operativo (1) que se compone
de accionamiento giratorio (2), un soporte de sujeción (3) y una
mesa en cruz (5) que comporta tantos pares de pinzas (8) como
cabezales portaherramientas posea el centro de mecanizado (10) para
el que se destina la aplicación.
La mesa en cruz (5) se compone de tres piezas
(5.1, 5.2 y 5.3), las cuales quedan relacionadas entre sí en un
montaje de deslizamiento mediante guías (5.4) y patines (5.5), de
forma que la pieza (5.1) que queda en la parte inferior comporta a
las pinzas (8), saliendo axialmente de ella un vástago (5.1.1) que
atraviesa a la pieza intermedia (5.2) por una abertura central
rasgada (5.2.1) de dicha pieza (5.2) y a la pieza superior (5.3)
por una ranura (5.3.1) en forma de "U" definida en dicha pieza
(5.3).
La pieza superior (5.3) se sujeta de manera fija
respecto del soporte de sujeción (3), sobre el cual va incorporado
axialmente el accionamiento giratorio (2), al que se acopla un
casquillo (4) que incorpora una horquilla radial (4.1), la cual
engancha giratoriamente en una posición excéntrica al vástago
(5.1.1), como se observa en las figuras 4 a 6.
En tales condiciones, el accionamiento giratorio
(2) está previsto para realizar giros de 180º correlativamente con
la ranura (5.3.1) de la pieza (5.3), de modo que cuando dicho
accionamiento giratorio (2) gira de ese modo, a través del
casquillo (4) y de la horquilla (4.1) arrastra al vástago (5.1.1),
haciéndole recorrer la ranura (5.3.1), como representa la figura
6.
Al desplazarse el vástago (5.1.1) según el
recorrido mencionado por la ranura (5.3.1), arrastra al conjunto de
las piezas (5.1 y 5.2), las cuales deslizan entre sí y con respecto
a la pieza (5.3) por medio de las guías (5.4) y los patines (5.5)
correspondientes, con lo cual la parte que comporta a las pinzas
(8) hace un recorrido igual al del vástago (5.1.1), es decir un
recorrido en forma de "U" según la configuración de la ranura
(5.3.1).
Para evitar la brusquedad en los cambios de
dirección y facilitar el movimiento en continuo por el recorrido
mencionado, las zonas angulares de la ranura (5.3.1) se definen
redondeadas, con lo cual todo el recorrido se realiza como un único
movimiento, en el cual se determina primero un desplazamiento
frontal según el primer tramo lateral de la mencionada ranura
(5.3.1), siguiendo un desplazamiento transversal según el tramo
central de la referida ranura (5.3.1) y terminando con un
desplazamiento contrario al primer desplazamiento frontal, según el
otro tramo lateral de la ranura (5.3.1).
Con esa secuencia de movimiento operativo del
cambiador, el cambio de la herramienta (7) de trabajo en un cabezal
de mecanizado de aplicación, se realiza siguiendo un proceso
mediante el cual el cambiador (1), una vez situado en relación con
la herramienta (7) a retirar, sobre el cabezal portaherramientas
correspondiente, coge mediante una de las pinzas (8) la herramienta
(7) que se encuentra en el cabezal portaherramientas y a
continuación se desplaza hacia fuera retirando la herramienta (7)
de su encaje, para luego efectuar un desplazamiento lateral,
mediante el cual se posiciona la otra pinza (8), que porta la nueva
herramienta (7) a colocar, frente al cabezal portaherramientas,
finalizando con la introducción de la nueva herramienta (7) al
encaje en el cabezal portaherramientas.
Ese proceso operativo puede realizarse tanto en
el plano horizontal como en el vertical, permitiendo por lo tanto
la aplicación del cambiador en cualquier tipo de centro de
mecanizado (10). En tal sentido, la disposición del cambiador en
relación con el centro de mecanizado (10), puede ser mediante una
incorporación en voladizo, por medio de una columna de soporte
(11.1), como se puede observar en las figuras 9 y 10, o en
incorporación por medio de un soporte de tipo puente (11.2), como
se observa en las figuras 11 y 12.
En relación con la estructura del conjunto
operativo del cambiador se dispone un cárter protector (6) sobre la
parte posterior, mediante el cual se cubre el cono de amarre de la
herramienta que no se encuentre alojada en el cabezal, evitando así
que durante el proceso de la sustitución de las herramientas (7)
puedan introducirse virutas u otras suciedades en dicho cono. El
cono de la herramienta se mantiene así sin virutas u otras
suciedades para evitar problemas al amarrarlo en el cabezal.
Las herramientas (7) de aplicación se disponen
colocadas en un almacén (12) que se instala accesorio al centro de
mecanizado (10) correspondiente, de forma que el conjunto operativo
del cambiador coge de dicho almacén (12) las herramientas (7) a
colocar en el cabezal portaherramientas de mecanizado, antes de
iniciar el proceso del cambio, depositando a su vez en el
mencionado almacén (12) las herramientas (7) que se retiran del
cabezal portaherramientas, después del proceso del cambio.
El almacén (12) se prevé formado, como representa
la figura 13, por una sucesión de lamas (12.1) incorporadas en una
cadena cerrada (12.2), la cual es actuada por una motorización (9)
que permite situar selectivamente las lamas (12.1) respecto de una
posición de acceso del conjunto operativo del cambiador. En las
lamas (12.1) se incorporan las herramientas (7) que son
susceptibles de sustituirse en el cabezal de mecanizado, las cuales
son recogidas y depositadas respecto de dichas lamas (12.1) por el
conjunto operativo del cambiador, en los cambios de sustitución de
las herramientas (7) de trabajo sobre el cabezal portaherramientas
de aplicación.
En función del número de cabezales
portaherramientas que disponga el centro de mecanizado (10) de
aplicación, el almacén (12) destinado para comportar las
herramientas (7) de sustitución, se determina con una o múltiples
correlaciones de lamas (12.1) en otras tantas cadenas (12.2), como
representa la figura 14, de forma que el conjunto operativo del
cambiador, provisto a su vez con un número correspondiente de pares
de pinzas (8), puede realizar la sustitución de las herramientas
(7) de todos los cabezales portaherramientas del centro de
mecanizado (10), en una misma operación, recogiendo y depositando
las herramientas (7) correspondientes respecto de las distintas
correlaciones de lamas (12.1) del almacén (12) instalado al
efecto.
Claims (8)
1. Cambiador de herramientas para centros de
mecanizado, del tipo que comprende un conjunto operativo provisto
con medios para extraer las herramientas (7) incorporadas en los
cabezales portaherramientas de mecanizado y sustituirlas por otras
tomadas de un almacén, caracterizado porque el conjunto
operativo (1) manipulador de las herramientas consta de un
accionamiento giratorio (2), dispuesto sobre un soporte de sujeción
(3), al cual va unida una mesa en cruz (5), comportando dicha mesa
en cruz (5) uno o más pares de pinzas (8), con las que es
susceptible la sujeción de las herramientas (7) en las operaciones
de sustitución.
2. Cambiador de herramientas para centros de
mecanizado, en todo de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizado porque la mesa en cruz (5) se compone de tres
piezas (5.1, 5.2 y 5.3), las cuales van relacionadas entre sí en
montaje deslizante mediante guías (5.4) y patines (5.5), con
posibilidad de movimientos relativos combinados en sentido frontal
y en sentido transversal.
3. Cambiador de herramientas para centros de
mecanizado, en todo de acuerdo con las reivindicaciones primera y
segunda, caracterizado porque la pieza inferior (5.1) de la
mesa en cruz (5) comporta las pinzas (8), saliendo axialmente de
dicha pieza (5.1) un vástago (5.1.1) que atraviesa a la pieza
intermedia (5.2) por una abertura rasgada (5.2.1) de la misma y a
la pieza superior (5.3) a través de una ranura (5.3.1) configurada
en "U", con el cual vástago (5.1.1) establece enganche
giratorio en posición excéntrica por medio de una horquilla radial
(4.1) un casquillo (4) asociado al motor accionador (2).
4. Cambiador de herramientas para centros de
mecanizado, en todo de acuerdo con las reivindicaciones primera a
tercera, caracterizado porque el conjunto componente de la
mesa en cruz (5) determina un movimiento de la pieza inferior (5.1)
portadora de las pinzas (8) según un recorrido en "U"
correspondiente con la ranura (5.3.1) de la pieza (5.3), por la
acción del accionamiento giratorio (2); estando prevista la ranura
(5.3.1) con las zonas de los vértices redondeadas, permitiendo el
recorrido guiado del vástago (5.1.1) a lo largo de ella en un
movimiento continuo.
5. Cambiador de herramientas para centros de
mecanizado, en todo de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizado porque el conjunto (1) manipulador de las
herramientas (7) se dispone con un cárter protector (6) en la parte
posterior, con el cual se cubre el cono de amarre de la herramienta
que no se encuentre alojada en el cabezal, evitando la entrada de
restos de los mecanizados en dicho cono.
6. Cambiador de herramientas para centros de
mecanizado, en todo de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizado porque en combinación con el conjunto (1)
manipulador de las herramientas (7) se dispone un almacén (12)
formado por una sucesión de lamas (12.1) en las que se incorporan
las herramientas (7) de aplicación, yendo las lamas (12.1)
incorporadas sobre una cadena cerrada (12.2), la cual se acciona
por una motorización (9) para situar las lamas (12.1)
selectivamente en una posición de recogida y depósito de las
herramientas (7) por el conjunto (1) de manipulación.
7. Cambiador de herramientas para centros de
mecanizado, en todo de acuerdo con la sexta reivindicación,
caracterizado porque el almacén (12) es susceptible de
comprender múltiples correlaciones paralelas de lamas (12.1), para
el cambio de múltiples herramientas (7) en relación con otros
tantos cabezales portaherramientas del centro de mecanizado (10) de
aplicación.
8. Cambiador de herramientas para centros de
mecanizado, en todo de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizado porque el conjunto (1) manipulador de las
herramientas puede ir incorporado sobre el correspondiente centro
de mecanizado (10) de aplicación, mediante una estructura soporte
(11.1) en forma de columna, o mediante una sustentación (11.2) en
forma de puente.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200400722A ES2246130B1 (es) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | Cambiador de herramientas para centros de mecanizado. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| ES200400722A ES2246130B1 (es) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | Cambiador de herramientas para centros de mecanizado. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2246130A1 true ES2246130A1 (es) | 2006-02-01 |
| ES2246130B1 ES2246130B1 (es) | 2006-12-01 |
Family
ID=35875078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200400722A Expired - Fee Related ES2246130B1 (es) | 2004-03-24 | 2004-03-24 | Cambiador de herramientas para centros de mecanizado. |
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| ES (1) | ES2246130B1 (es) |
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- 2004-03-24 ES ES200400722A patent/ES2246130B1/es not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2246130B1 (es) | 2006-12-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20060201 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2246130B1 Country of ref document: ES |
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| FD1A | Patent lapsed |
Effective date: 20101018 |