ES2304143T3 - Dispositivo de proteccion contra colisiones de un cabezal de mecanizacion por laser. - Google Patents
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Abstract
Máquina de mecanización por láser con un cabezal de mecanización por láser y un sistema de protección contra la colisión (1) de este cabezal de mecanización por láser (2), sistema de protección que comprende un acoplamiento separable de este cabezal de mecanización por láser (2) en un soporte (3) y un sistema para el centrado durante el acoplamiento constando el sistema de centrado de conos truncados (11), caracterizada porque en el sistema de protección contra la colisión se han dispuesto tres pares de conos truncados (11) entre los cuales se puede encajar, en cada caso, una pieza de presión (17).
Description
Dispositivo de protección contra colisiones de
un cabezal de mecanización por láser.
La invención se refiere a una máquina de
mecanización por láser de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1.
Una máquina de mecanización por láser de este
tipo se conoce, por ejemplo, por la
US-A1-2003116540.
Una colisión del cabezal de mecanización por
láser con la pieza a mecanizar o un dispositivo no debe producir
daños en la máquina ni en la pieza a mecanizar. Una desviación del
cabezal de mecanización por láser de su posición teórica después de
una colisión ha de detectarse con precisión. El cambio del cabezal
de mecanización ha de ser posible de modo cómodo en el mismo punto
de intersección.
En el sistema según la teoría de acuerdo con la
DE 35 23 887 C1 ó la DE 197 01 516 C1, es necesario un control
adicional de la posición. El centrado se realiza con ayuda de
bolas.
El solicitante se ha propuesto mejorar todavía
más el sistema conocido de protección contra la colisión,
especialmente la reacción en caso de una colisión, el control de
posición del cabezal de mecanización por láser y la manipulación
durante el acoplamiento.
Para alcanzar este objetivo se propone según la
invención, una máquina de mecanización por láser según la
reivindicación 1. Este sistema es especialmente ventajoso debido a
que el propio dispositivo de centrado forma parte del circuito
eléctrico que se abre en caso de una colisión. Por lo demás, el
utilizar el dispositivo de centrado como parte del circuito
eléctrico no solamente es una ventaja en los dispositivos de
centrado según la invención sino también en cualquier dispositivo
de centrado, particularmente en los dispositivos de centrado
conocidos según la técnica actual. De acuerdo con una ejecución
especialmente ventajosa de la invención, se ha dispuesto el plano
de acoplamiento perpendicularmente a la superficie de la pieza a
mecanizar en un sistema de protección contra la colisión del tipo
arriba mencionado. En caso de una colisión se garantiza el
levantamiento del acoplamiento en prácticamente cada dirección de
colisión.
Según un desarrollo de la invención, se puede
realizar el acoplamiento con ayuda de un electroimán E y varios
imanes permanentes. Así se combina una gran fuerza de retención con
una fuerte caída de la fuerza, de modo que en caso de un mecanizado
por láser se consigue una buena sujeción del cabezal de mecanización
por láser y en caso de una colisión un rápido levantamiento del
cabezal de mecanización por láser.
Para un control de posición integrado del
cabezal de mecanización por láser además del levantamiento del
acoplamiento se han previsto, en caso de una colisión, medios
conectados con un mando de la máquina de mecanización por láser
para abrir y cerrar un circuito eléctrico.
En una realización técnica los medios para abrir
y cerrar el circuito eléctrico se forman por piezas de presión
dispuestas entre conos truncados en el soporte del cabezal de
mecanización por láser, como por ejemplo rodillos y/o bolas y/o
prismas.
La disposición de tres pares de conos truncados
en una brida preferiblemente anular del soporte, entre los que se
puede colocar, en cada caso, una bola, garantiza un buen centrado,
un buen control de posición y una protección fiable contra la
colisión. Por la elección adecuada de la distancia angular de los
pares de conos truncados se puede influir sobre las fuerzas de
disparo de modo que en todas las direcciones de colisión actúan
fuerzas lo más iguales posibles. Es especialmente ventajoso que un
primer par de conos truncados se dispongan en el lado opuesto a la
superficie de la pieza a mecanizar y si los otros dos pares de conos
truncados se disponen a una distancia angular de aproximadamente
+135º ó -135º. Esta disposición tiene sentido en todos los
dispositivos de centrado de apoyo a tres niveles, particularmente en
aquellos conocidos de la técnica actual.
En los dibujos se ha representado de modo
esquemático un ejemplo de ejecución de la invención, dibujos que se
explican más en detalle a continuación. Los dibujos muestran:
La figura 1: una vista tridimensional de un
sistema de protección contra la colisión de una máquina de
mecanización por láser.
La figura 2: el lado de acoplamiento del
dispositivo de centrado visto desde arriba.
La figura 3: un corte a través de un par de
conos truncados según la invención con la placa de culata
acoplada.
En la figura 1, puede verse la construcción de
un sistema de protección contra la colisión 1 de una máquina de
mecanización por láser. El sistema de protección contra la colisión
1 comprende el acoplamiento separable de un cabezal de mecanización
por láser 2 en un soporte 3 de la máquina de mecanización por láser.
El acoplamiento consta, esencialmente, de una brida 4 en la que se
puede sujetar una placa de culata 5 fijamente unida con el cabezal
de mecanización por láser y medios para una sujeción estacionaria
pero separable.
El cabezal de mecanización por láser 2 puede
sujetarse con seguridad en la brida 4 con ayuda de un electroimán 7
anular conectable y varios imanes permanentes 6 circulares. La
fuerza de sujeción estática contra el peso es generada por los
imanes permanentes 6. La fuerza de sujeción dinámica es generada por
el electroimán 7. Las fuerzas magnéticas cumplen de modo ideal la
exigencia de una gran fuerza de sujeción (500 N) con una fuerte
caída de la fuerza de manera que es posible que el acoplamiento se
levante en caso de una colisión del cabezal de mecanización por
láser 3 con la pieza a mecanizar en prácticamente cualquier
dirección espacial.
Al cambiar el cabezal de mecanización por láser
2 no es necesario enganchar ninguna pieza (mecánica). La fuerza
electromagnética solamente se necesita durante el funcionamiento y
se desconecta para el cambio, lo que permite un cambio cómodo.
La posición del cabezal de mecanización por
láser 2 puede reproducirse con precisión durante el montaje. Una
desviación de la posición teórica puede detectarse con una alta
resolución (aproximadamente 0,2 mm). En caso de una colisión puede
desviarse en las tres direcciones espaciales con limitación de la
fuerza el cabezal de mecanización por láser 2 y, por lo tanto, el
inyector de láser que se encuentra en la parte inferior 8 del
cabezal de mecanización por láser y que no se representa en la
figura. Para la exploración de la pieza a mecanizar se aplica el
principio de la sonda de conmutación conocido de las máquinas de
medición de coordenadas.
El plano de acoplamiento definido por un lado de
acoplamiento 9 de la brida 4 o el otro lado de acoplamiento 10 de
la placa de culata 5 está dispuesto perpendicularmente a la
superficie de la pieza a mecanizar y a distancia del inyector de
mecanización por láser. Los apoyos se forman por tres piezas de
presión en la placa de culata 5 y por seis conos truncados 11 como
sistema de centrado en la brida 4. Mediante la posibilidad del
deslizamiento de las piezas de presión saliendo del espacio libre
entre los conos truncados 11 se permite una desviación o un cambio
de dirección perpendicularmente a la superficie de la pieza a
mecanizar en dirección de la flecha doble 12, paralelamente a la
superficie de la pieza a mecanizar en dirección de la flecha doble
13 y en dirección de la flecha doble 14 y solapando estas
direcciones. Los puntos de apoyo de las piezas de presión sobre los
conos truncados 11 están conectados eléctricamente en serie mientras
que las tres piezas de presión se apoyen sobre los conos truncados
11 y cierran así un circuito eléctrico. En cuanto una de estas bolas
de levanta debido a una colisión se interrumpe el circuito
eléctrico. El mando de la máquina de mecanización por láser
reconoce esta situación. Se detiene el mecanizado por láser.
Para mantener una posición que se puede
reproducir de manera duradera, se realizan los puntos de apoyo de
acero templado. Para el aislamiento eléctrico mutuo y frente a la
masa de la máquina los alojamientos de anodización dura están
hechos de aluminio. La conducción de los rayos se aísla frente al
entorno con ayuda de un retén 15. Este retén está hecho de un
material magnético y es atraído por la placa de culata debido a la
fuerza magnética, mejorando así el flujo magnético sin obstaculizar
el deslizamiento.
En lugar de la ejecución con imanes permanentes
y electroimanes también se puede elegir una ejecución con imanes
híbridos, con solamente un electroimán y con fuerza de retención
estática remanente o solamente con imanes permanentes. Si solamente
se utilizan imanes permanentes se puede vencer la fuerza magnética
con ayuda de un sistema de separación por presión durante el cambio
del cabezal de mecanización por láser. Esto puede realizarse en
forma de una corredera giratoria alrededor del eje de acoplamiento y
clavijas de separación por presión. Las clavijas de separación por
presión sirven al mismo tiempo como guía previa durante la
colocación del cabezal de mecanización por láser. Para generar el
par de giro se ha previsto una palanca en la corredera que también
se puede realizar de modo desmontable en forma de una llave para
tuercas ranuradas.
La figura 2 muestra un lado del acoplamiento del
sistema de centrado visto desde arriba. La figura 3 muestra un
corte a través de un par de los conos truncados 11 según la
invención estando la placa de culata acoplada según el eje
III-III de la figura 2. Entre los dos conos
truncados 11 existe un contacto eléctrico a través de la pieza de
presión 17 encajada. Si se levanta la pieza de presión 17 debido a
una colisión se interrumpe el circuito eléctrico, la conexión con
una fuente eléctrica se realiza a través del conectador enchufable
16.
En la figura 2 se puede ver la disposición de
tres pares de conos truncados 11: un primer par de conos truncados
11 está dispuesto en el lado opuesto a la superficie de la pieza a
mecanizar (al lado del conectador enchufable 16). Los otros dos
pares están dispuestos frente al primer par formando un ángulo de
+135º y -135º. Esta disposición tiene en cuenta el hecho de que la
longitud de la palanca atacante depende en el caso de una colisión
de la dirección de la colisión.
- 1
- sistema de protección contra la colisión
- 2
- cabezal de mecanización por láser
- 3
- soporte
- 4
- brida
- 5
- placa de culata
- 6
- imán permanente
- 7
- electroimán
- 8
- lado interior
- 9
- lado del acoplamiento
- 10
- lado del acoplamiento
- 11
- cono truncado
- 12
- dirección de desviación
- 13
- dirección de desviación
- 14
- dirección de desviación
- 15
- retén
- 16
- conectador enchufable
- 17
- pieza de presión.
Claims (6)
1. Máquina de mecanización por láser con un
cabezal de mecanización por láser y un sistema de protección contra
la colisión (1) de este cabezal de mecanización por láser (2),
sistema de protección que comprende un acoplamiento separable de
este cabezal de mecanización por láser (2) en un soporte (3) y un
sistema para el centrado durante el acoplamiento constando el
sistema de centrado de conos truncados (11), caracterizada
porque en el sistema de protección contra la colisión se han
dispuesto tres pares de conos truncados (11) entre los cuales se
puede encajar, en cada caso, una pieza de presión (17).
2. Máquina de mecanización por láser según la
reivindicación 1, caracterizada porque el plano del
acoplamiento está dispuesto perpendicularmente a la superficie de
la pieza a mecanizar.
3. Máquina de mecanización por láser según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el acoplamiento
puede realizarse con ayuda de un electroimán (7) y varios imanes
permanentes (6).
4. Máquina de mecanización por láser según una
de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se
han previsto medios para abrir y cerrar un circuito eléctrico en
caso de una colisión, medios que están conectados con un mando de
la máquina de mecanización por láser.
5. Máquina de mecanización por láser según la
reivindicación 4, caracterizada porque los medios para abrir
y cerrar el circuito eléctrico son formados por piezas de presión
(17) dispuestas en el cabezal de mecanización por láser entre los
conos truncados (11) que pueden utilizarse en el soporte (3).
6. Máquina de mecanización por láser según la
reivindicación 1, caracterizada porque un primer par de conos
truncados (11) está dispuesto en el lado opuesto a la pieza a
mecanizar y los otros dos pares están dispuestos distanciados en un
ángulo de aproximadamente +135º y -135º.
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2004
- 2004-12-16 US US11/012,729 patent/US7157662B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| EP1543915A1 (de) | 2005-06-22 |
| ATE390240T1 (de) | 2008-04-15 |
| DE50309486D1 (de) | 2008-05-08 |
| EP1543915B1 (de) | 2008-03-26 |
| US7157662B2 (en) | 2007-01-02 |
| US20050184038A1 (en) | 2005-08-25 |
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