ES2582337T3

ES2582337T3 - Ensamblaje de montaje de husillo cambiador automático y sistema mecanizado con el mismo

Info

Publication number: ES2582337T3
Application number: ES13738057.2T
Authority: ES
Inventors: Kemma Samuel Dodds
Original assignee: Air Turbine Technology Inc
Current assignee: Air Turbine Technology Inc
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2016-09-12
Anticipated expiration: 2033-01-18
Also published as: WO2013109910A1; US20130190153A1; DK2804712T3; EP2804712B1; EP2804712A1; PT2804712T; EP2804712A4; PL2804712T3; US9162335B2; HUE030290T2

Abstract

Un ensamblaje de montaje de husillo cambiador automático, que comprende: un collar (350) con un cuerpo (152) de collar y un brazo de collar, el cuerpo del collar incluye un primer lado y un segundo lado, el cuerpo del collar define una abertura (558) de collar a través suya para crear un paso entre el primer lado del cuerpo del collar con el segundo lado del cuerpo (152) del collar; una funda (354) de collar tubular con una pared lateral de la funda de collar tubular con un primer extremo formado con un diámetro exterior dimensionado para ser mayor que la abertura (558) del collar, y la funda (354) de collar tubular con un segundo extremo formado con un diámetro exterior dimensionado para encajar a través de la abertura (558) del collar con una parte del segundo extremo de la funda del collar tubular que sobresale desde el segundo lado de la abertura (558) del collar; un anillo (358) de bloqueo formado con un diámetro interior dimensionado para ajustarse alrededor del segundo extremo de la funda (354) de collar tubular que sobresale del segundo lado de la abertura (558) de collar, el ensamblaje de montaje del husillo de cambiador automático se caracteriza porque la pared lateral de la funda (354) de collar tubular comprende una abertura (356) roscada a través del mismo y porque el ensamblaje de montaje del husillo automático comprende además un tapón (376) roscado dimensionado para la rosca en la abertura (356) roscada.

Description

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DESCRIPCION

Ensamblaje de montaje de husillo cambiador automatico y sistema mecanizado con el mismo Campo de la invencion

Esta divulgacion se refiere en general a un ensamblaje de montaje de husillo cambiador automatico y un sistema mecanizado.

Antecedentes

Maquinas de control numerico por ordenador (CNC) se utilizan en los procesos de mecanizado, y utilizan un controlador de ordenador que normalmente lee las instrucciones de codigo G para el accionamiento de un dispositivo mecanico accionado que se utiliza normalmente para fabricar componentes metalicos mediante la eliminacion selectiva de metal. CNC puede dirigir numericamente la interpolacion de una herramienta de corte en el campo de trabajo de una maquina.

El dispositivo mecanico accionado es a menudo una herramienta neumatica (por ejemplo, un taladro) que esta equipado para acoplarse con la maquina CNC, por ejemplo, mediante la insercion y retirada de una maquina CNC. Las herramientas o husillos neumaticos se pueden acoplar de forma manual con la maquina CNC o se puede utilizar un cambiador automatico de herramientas.

Algunas herramientas estan disponibles a partir de un deposito de herramientas CNC, pero requieren que la maquina se detenga despues de un intercambio de modo que las conexiones de alimentacion apropiadas se puedan establecer con la herramienta. Otras herramientas estan preconectadas a la fuente neumatica, pero deben acoplarse de forma manual con la maquina CNC. Por lo tanto, las maquinas CNC son por lo general programadas para parar antes del ciclo de mecanizado normal, para permitir la instalacion manual de la herramienta o la creacion de un enlace de alimentacion apropiado con la herramienta despues del acoplamiento con la maquina.

Por consiguiente, existe una necesidad de un aparato para el mecanizado que facilita el proceso de intercambio de herramientas. Hay una necesidad adicional de un aparato de este tipo que proporcione flexibilidad para utilizar diversos tipos de herramientas.

DE 3447932 revela un engranaje auxiliar de alta velocidad para maquinas de taladrado y fresado y herramienta mecanica de este tipo tienen una caja de engranajes que se puede conectar a la carcasa del husillo de la herramienta mecanica de manera tal que se fije en funcion de rotacion. Montado de forma giratoria en la caja de engranajes es un vastago de accionamiento que tiene un vastago conico encajado en un orifico de punto conico del husillo de la herramienta mecanica. Un casquillo de cojinete con un husillo portaherramientas montado de forma giratoria en este, se monta la brida en el extremo frontal del vastago de accionamiento. El casquillo de cojinete tiene un orifico de punto conico coaxial al vastago de accionamiento para el vastago conico de una herramienta de perforacion o fresado. Una unidad de engranajes planetarios esta prevista entre el vastago de accionamiento y el husillo portaherramientas. El casquillo de cojinete esta rodeado por una camisa de refrigeracion cilmdrica para evitar un mayor calentamiento. La camisa de refrigeracion esta conectada a la caja de engranajes y se provee con refrigerante de la carcasa del husillo.

Resumen

De acuerdo con la invencion, se proporcionan un ensamblaje de montaje de husillo cambiador automatico tal como se establece en lo sucesivo en la reivindicacion 1 de las reivindicaciones adjuntas y un sistema mecanizado incorporando dicho ensamblaje de montaje. Las caractensticas de los ejemplos descritos en este documento pueden permitir el mecanizado al tiempo que facilitan el proceso de intercambio de la herramienta. Estas caractensticas tambien pueden proporcionar flexibilidad para utilizar diversos tipos de herramientas con la maquina CNC u otro dispositivo de control.

En un ejemplo de la presente divulgacion, un ensamblaje de montaje de husillo para su uso con una maquina CNC, un dispositivo cambiador automatico y una lmea de suministro de gas o aire, pueden incluir un ensamblaje de montaje de husillo cambiador automatico. El ensamblaje de montaje del husillo tiene un cuerpo del collar y un brazo del collar, donde el cuerpo del collar tiene un primer lado y un segundo lado y el cuerpo del collar define una abertura del collar. La abertura del collar crea un paso entre el primer lado y el segundo lado del cuerpo del collar. El ensamblaje de montaje del husillo tambien tiene una funda de collar con un primer extremo formado con un diametro exterior dimensionado para ser mayor que la abertura del collar. El segundo extremo de la funda tubular del collar formado con un diametro exterior dimensionado para encajar a traves de la abertura del collar con una porcion del segundo extremo de la funda tubular del collar que sobresale del segundo lado de la abertura del collar. Ademas, el ensamblaje de montaje del husillo tambien tiene un anillo de bloqueo formado con un diametro interior dimensionado para encajar alrededor del segundo extremo de la funda tubular que sobresale del segundo lado de la abertura del

collar. El anillo de bloqueo puede incluir uno o mas elementos de sujecion para sujetar el anillo de bloqueo al segundo extremo de la funda del collar tubular que sobresale del segundo lado de la abertura del collar.

El ensamblaje de montaje del husillo puede ser conectado a la maquina CNC y puede tener una entrada del bloque conectada a la lmea de suministro de aire, una salida del bloque, y un canal del bloque para proporcionar una 5 comunicacion fluida entre la entrada del bloque y la salida del bloque. El cuerpo de collar define ademas un paso en comunicacion de fluido entre la entrada de gas y la abertura del collar circular. El ensamblaje de montaje del husillo puede incluir un valor de verificacion para permitir que el aire pase dentro de la entrada por encima de una presion dada.

El husillo esta posicionado selectivamente a traves de la abertura del collar y conectado al collar del montaje, donde 10 la salida del collar esta selectivamente en comunicacion fluida con el husillo y sellada por el elemento de sellado, donde la entrada del collar se coloca selectivamente en comunicacion fluida con la salida por el bloque del dispositivo cambiador automatico. El husillo puede girar selectivamente en la abertura del collar.

En otro ejemplo, la abertura del collar en el cuerpo del collar puede incluir una pared lateral con uno o mas surcos formados sobre la misma. El anillo de bloqueo incluye al menos un primer sello dimensionado para encajar entre el 15 primer extremo de la funda del collar tubular y al menos un segundo sello dimensionado para encajar entre el segundo extremo de la funda del collar tubular y el anillo de bloqueo.

La descripcion anterior y otras caractensticas y ventajas de la presente descripcion seran apreciadas y comprendidas por los expertos en el arte a partir de la siguiente descripcion detallada, dibujos y reivindicaciones adjuntas.

20 Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema mecanizado de ejemplo de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;

La figura 2 es una vista en perspectiva de otra porcion del sistema de la figura 1;

La figura 3 es una vista lateral de un ensamblaje del collar de montaje y husillo del sistema de la figura 1;

25 La figura 4 es una vista lateral del ensamblaje del collar de montaje del sistema de la figura 3;

La figura 5 es una vista en despiece lateral del collar de montaje y funda del collar tubular de la figura 4;

La figura 6 es otra vista en perspectiva del collar de montaje de la figura 5;

La figura 7a y la figura 7b son una vista en seccion plana y transversal del collar de montaje de la figura 5;

La figura 8 es una vista en perspectiva de una parte del sistema de la figura 1 con el cambiador de herramientas 30 automatico;

La figura 9 es otra vista en perspectiva de la parte del sistema de la figura 1 con el cambiador de herramientas automatico; y

La figura 10 es una vista en despiece lateral de un ensamblaje de entrada de aire compatible de las figuras 3-10. Descripcion detallada de la invencion

35 Haciendo referencia a los dibujos, y en particular a las figuras 1-2, se muestra un sistema mecanizado y, en general representado por el numero de referencia 102. El sistema 102 puede incluir un dispositivo 104 de control, tal como una maquina CNC, un transportador 140 de herramientas, y una o mas herramientas o husillos 142. El dispositivo 104 de control puede incluir un dispositivo 106 de entrada de usuario para la entrada de comandos. El dispositivo 104 de control puede utilizar diversos de hardware y software computacional para poner en practica un proceso de 40 mecanizado en una pieza de trabajo, y la presente divulgacion no esta destinada a limitarse con base al tipo de control utilizado.

El sistema 102 tambien puede tener un ensamblaje de montaje del husillo universal (USMA) 150 que coopera con los husillos 142 para permitir el intercambio automatico de los husillos con la maquina 104 CNC. En la realizacion de ejemplo del sistema 102, los husillos 142 se intercambian entre la maquina 104 CNC y el transportador 140 de 45 herramienta por medio de un dispositivo 800 cambiador automatico (que se muestra en las figuras 8-9), que se explicaran mas adelante con mayor detalle. Sin embargo, la presente divulgacion contempla el uso de otras estructuras y tecnicas para la conexion y desconexion de los husillos 142 con la maquina 104 CNC a traves del uso de la USMA 150, tal como un transportador lineal.

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El USMA 150 puede incluir un ensamblaje 250 del collar de montaje y un bloque 200 de montaje, como se muestra mas claramente en la figura 2. El ensamblaje 250 del collar de montaje puede estar acoplado operativamente al husillo 240, mientras que el bloque 200 de montaje puede estar operativamente acoplado a la maquina 104 CNC.

Mas espedficamente, la figura 3 ilustra el ensamblaje 250 de montaje con el collar 350 del montaje unido al husillo 240. El collar 350 de montaje incluye una funda 354 del collar y anillo 358 de bloqueo. Con referencia a las figuras. 4-5, se muestra una abertura 558 del collar formada a traves del cuerpo 152 del collar 350 de montaje. La abertura 558 del collar esta dimensionada para aceptar una porcion 556 de la funda 354 del collar tubular a traves del mismo. Mas espedficamente, un extremo 552 de la funda 354 del collar esta formada como un anillo 554 con un diametro mayor para ser mas grande que el otro extremo 556 de la funda 354 del collar. El otro extremo 556 de la funda 354 del collar se forma para encajar a traves de la abertura 558 del collar y que sobresalga desde un segundo extremo 562 de la abertura 558 del collar.

Un anillo 358 de bloqueo esta dimensionado para formar sobre el segundo extremo 556 de la funda 354 del collar. Un elemento 360 de sujecion, tal como un tornillo, asegura el anillo 358 de bloqueo en la funda 354 del collar. En otro ejemplo, el segundo extremo 556 la funda 354 del collar tiene roscas (no mostradas) formadas en la superficie exterior. Del mismo modo, el anillo 358 de bloqueo contiene roscas correspondientes para sostener el anillo 358 de bloqueo hacia la funda 354 del collar.

La funda 354 del collar puede incluir una abertura 356. En un ejemplo, las roscas se forman en las paredes de la abertura 356 para aceptar un tapon 376 roscado. El tapon roscado mantiene firmemente el husillo 240 dentro de la funda 354 del collar.

El collar 350 de montaje incluye un paso 352 en comunicacion fluida entre un ensamblaje 310 de entrada de aire y la abertura 356 del collar. El ensamblaje 310 de entrada de aire tiene un extremo 312 roscado para la insercion en el collar 350 de montaje. En un ejemplo, el ensamblaje 310 de entrada de aire incluye una valvula reguladora cargada con resorte que se abre por encima de una presion dada para permitir que el lfquido, asf como el aire, fluya hacia el ensamblaje 310 de entrada de aire. El uso de una valvula reguladora reduce en gran medida cualquier suciedad y los residuos indeseables entren en el ensamblaje 310 de entrada de aire. Esto es especialmente importante cuando el collar 350 de montaje y el husillo 240 se almacenan en el transportador de herramienta y/o no se utilizan.

El husillo 240 esta fijado en el interior del collar 354 con un tapon 556 roscado insertado en la abertura 356. Una o mas ranuras 455 estan formadas en la funda 354 del collar. Las ranuras permiten que el segundo extremo 556 de la funda 354 del collar se comprima en un diametro mas pequeno por el anillo 358 de bloqueo.

Tambien una serie de juntas toricas 580, 582 se utilizan para sellar el aire o fluido presurizado en el interior del collar de montaje. En un ejemplo, el fluido a presion suministrado a traves del collar 350 se utiliza para accionar el husillo 240. Las juntas toricas 580 pueden estar hechas de teflon, caucho u otro material apropiado.

Con referencia adicional a las figuras. 6-7, el collar 350 de montaje puede tener un cuerpo 660 de forma generalmente circular que define una abertura 558 de montaje o el collar a traves de este. El collar 350 de montaje puede tener un brazo 670 de collar que se extiende desde el cuerpo 660 circular. El brazo 670 del collar puede tener un canal de suministro de brazo o paso 352 (como se muestra en la figura 3), una abertura de suministro de brazo o de entrada 564 (como se muestra en la figura 5), y un ensamblaje 310 de entrada de aire que actua como un dispositivo de conexion rapida en comunicacion entre sf con el fin de suministrar aire desde el dispositivo de conexion rapida a la abertura 558 en el collar 350 de montaje. La abertura 558 puede definirse en parte (por ejemplo, circunscrita) por un par de surcos 682 en el cuerpo 660 del collar que tienen juntas toricas 688 u otra estructura de sellado situadas en su interior. Los surcos 682 y las juntas toricas 688 pueden definir un canal 690 de suministro de collar entre los mismos. Diversos materiales pueden ser utilizados para la junta torica 688, incluyendo caucho. Otras formas y tamanos para el collar 350 de montaje tambien se pueden utilizar. En un ejemplo, las juntas toricas son dimensionados.

Con referencia adicional a las figuras 8-9, el collar 350 de montaje se puede acoplar selectivamente al bloque 200 de montaje por el dispositivo 800 de cambio automatico, donde el bloque 200 de montaje y el collar 350 de montaje estan en comunicacion de fluido con el fin de suministrar aire a la abertura 556 de montaje. El husillo 240 puede ser girado por medio del aire suministrado a traves del brazo 670 del collar, tal como una rotacion de 45 grados, aunque se contemplan otros grados de rotacion. El husillo 240 tambien puede ser alimentado por el aire suministrado a traves del collar 670 del brazo, la abertura 556 de montaje y el paso de suministro de collar 352 en la entrada de aire del husillo (no mostrados). Un surco del husillo se puede proporcionar en la carcasa del husillo para actuar como una grna para la rotacion del husillo. Esto se describe adicionalmente con referencia a la Solicitud de la Patente de los Estados Unidos Ser. No. 12/201,811, presentada el 29 de agosto de 2008, que reivindica la prioridad de la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos Ser. No. 60/969,294, presentada el 31 de agosto de 2007, y cedida en comun con Air Turbine Technologies, Inc., la divulgacion de cada aplicacion se incorpora en este documento por referencia en su totalidad.

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Haciendo referencia a las figuras. 8-9, en funcionamiento, el brazo 850 cambiador automatico del dispositivo 800 cambiador automatico puede aplicarse selectivamente con uno de los husillos 142 que se mantienen en el transportador 140. Los husillos 142 pueden tener cada uno un collar 350 de montaje conectado al mismo. El dispositivo 300 cambiador automatico puede mover el husillo 240 de su posicion en el transportador 140 hasta una posicion cerca de la maquina 104 CNC. El collar 350 de montaje se puede acoplar y colocarse en comunicacion fluida con el bloque 200 de montaje a traves de la utilizacion del dispositivo de conexion rapida (no mostrado) y el ensamblaje 310 de entrada de aire por el dispositivo 300 cambiador automatico. El USMA 150 puede proporcionar rotacion del husillo 240 (por ejemplo, 45 grados) para permitir la conexion con la maquina 104 CNC y/o la carga de nuevo en el transportador 140.

El USMA 150 permite el uso de diversos tipos de husillos 142 con la maquina 104 CNC y el dispositivo 800 cambiador automatico. Por ejemplo, el ensamblaje 250 del collar de montaje puede ser acoplado con husillos que no estan disenados espedficamente para su uso con el dispositivo 800 cambiador automatico. El suministro de aire al husillo 240 no tiene que ser a traves el embolo sino mas bien se puede hacer mediante el uso de brazo 670 de collar.

Con referencia ahora a la figura 10 se muestra una vista de despiece lateral de un ensamblaje 1002 de entrada de aire compatible con para sustituir el ensamblaje 310 de entrada de aire de las figuras 3-9. En este ejemplo, un paso 1012 de aire se forma dentro de un piston 1010 con un labio 1014 anular formado sobre un extremo como se muestra. El piston esta dimensionado para encajar dentro de una abertura 1032 a traves del elemento 1030 de base. Las roscas 1044 externas sobre el elemento base estan adaptadas para acoplarse a una abertura 564 en el collar 350 de montaje.

El elemento de base incluye un conjunto de surcos y sellos 1034, 1036, para formar un sello hermetico alrededor del piston 1010. Un resorte 1038 se utiliza para empujar el labio 1014 anular del piston 1010 hacia los topes 1046 dispuestos cerca del extremo de la abertura 1032. Una tapa 1050 roscada esta dimensionada para ajustarse a las roscas 1040 interiores en el segundo extremo 1042 de la base 1030. En un ejemplo, la distancia en la base 1030 que el piston 1010 se puede desplazar es ajustable por la profundidad de la tapa 1050 roscada que se inserta en el extremo 1042. Esta disposicion de piston accionado por resorte proporciona conformidad al ensamblaje 1002 de entrada de aire, la cual se ajusta automaticamente a la altura. Este ensamblaje 1002 de entrada de aire compatible permite que la entrada 310 de aire de desconexion rapida sea capaz de adaptarse automaticamente a diferentes separaciones de montaje al bloque 200 de montaje.

Las ilustraciones de realizaciones descritas en este documento estan destinadas a proporcionar una comprension general de la estructura de diversas realizaciones, y que no estan destinadas a servir como una descripcion completa de todos los elementos y caractensticas de los aparatos y sistemas que pueden hacer uso de las estructuras descritas en el presente documento. Muchas otras realizaciones seran evidentes para los expertos en la tecnica tras la revision de la descripcion anterior. Otras realizaciones pueden ser utilizadas y derivadas de los mismos, de tal manera que las sustituciones estructurales y logicas y cambios se pueden hacer sin apartarse del alcance de esta divulgacion, como se define por las reivindicaciones adjuntas. Las figuras tambien son meramente representativas y no pueden ser dibujadas a escala. Ciertas proporciones de las mismas pueden ser exageradas, mientras que otros pueden ser minimizadas. De acuerdo con lo anterior, la especificacion y dibujos se deben considerar con caracter ilustrativo en vez de un sentido restrictivo. Por lo tanto, se pretende que la descripcion no se limite a la(s) realizacion(es) particular(es) descrita(s) como el mejor modo contemplado para llevar a cabo esta invencion, sino que la invencion incluira todas las realizaciones que caen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

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Reivindicaciones

1. Un ensamblaje de montaje de husillo cambiador automatico, que comprende:

un collar (350) con un cuerpo (152) de collar y un brazo de collar, el cuerpo del collar incluye un primer lado y un segundo lado, el cuerpo del collar define una abertura (558) de collar a traves suya para crear un paso entre el primer lado del cuerpo del collar con el segundo lado del cuerpo (152) del collar;

una funda (354) de collar tubular con una pared lateral de la funda de collar tubular con un primer extremo formado con un diametro exterior dimensionado para ser mayor que la abertura (558) del collar, y la funda (354) de collar tubular con un segundo extremo formado con un diametro exterior dimensionado para encajar a traves de la abertura (558) del collar con una parte del segundo extremo de la funda del collar tubular que sobresale desde el segundo lado de la abertura (558) del collar;

un anillo (358) de bloqueo formado con un diametro interior dimensionado para ajustarse alrededor del segundo extremo de la funda (354) de collar tubular que sobresale del segundo lado de la abertura (558) de collar,

el ensamblaje de montaje del husillo de cambiador automatico se caracteriza porque la pared lateral de la funda (354) de collar tubular comprende una abertura (356) roscada a traves del mismo y porque el ensamblaje de montaje del husillo automatico comprende ademas un tapon (376) roscado dimensionado para la rosca en la abertura (356) roscada.
2. El ensamblaje de montaje de husillo cambiador automatico de la reivindicacion 1, que comprende, ademas: una entrada (310) de gas;

en donde el cuerpo (152) del collar define ademas un paso (352) en comunicacion fluida entre la entrada (310) y la abertura (558) del collar.
3. El ensamblaje de montaje de husillo cambiador automatico de la reivindicacion 2, en donde la entrada (310) de gas incluye una valvula reguladora adaptada para permitir que un gas pase en la entrada de gas por encima de una presion dada.
4. El ensamblaje de montaje de husillo cambiador automatico de cualquier reivindicacion precedente, en donde el cuerpo (152) del collar define una abertura (558) de collar circular, y en donde el anillo (358) de bloqueo incluye al menos una brida (360) para sujetar el anillo (358) de bloqueo al segundo extremo de la funda (354) de collar tubular que sobresale del segundo lado de la abertura (558) de collar.
5. El ensamblaje de montaje de husillo cambiador automatico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el cuerpo (152) del collar define una abertura (558) de collar circular definida por una pared lateral que tiene uno o mas surcos formados sobre el mismo, y en donde al menos se proporciona una primer sello (580) para encajar entre el primer extremo (552) de la funda (354) del collar tubular y el cuerpo (152) del collar y al menos un segundo sello se proporciona para encajar entre el segundo extremo del cuerpo (152) del collar y el anillo (358) de bloqueo
6. Un sistema de mecanizado que comprende un husillo; una maquina CNC; y un dispositivo cambiador automatico que tiene un ensamblaje de montaje como el reivindicado en la reivindicacion 2.
7. El sistema de la reivindicacion 6, en donde el ensamblaje de montaje incluye al menos un bloque (200) de montaje que tiene un mecanismo de sujecion ajustable que conecta selectivamente con la maquina CNC.
8. El sistema de la reivindicacion 6 o 7 cuando depende de la reivindicacion 5, en donde el uno o mas surcos comprende dos surcos que definen un canal entre ellos, y en donde el canal circunscribe la abertura (558) de collar.
9. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde la entrada (310) de gas tiene un dispositivo de conexion rapida.