ES2588015T3 - Procedimiento y dispositivo de mecanizado de un molde para la fabricación de un aparato ortopédico - Google Patents

Abstract

Procedimiento de mecanizado de un molde (15) para la fabricación de un aparato ortopédico, con la ayuda de una máquina (16) de al menos cinco ejes que lleva una herramienta (18) rotatoria, en el cual la máquina es un robot que comprende al menos cinco articulaciones (AX1 a AX5) giratorias en serie, y en el cual : - se fija una pieza en bruto (10) del molde a un soporte (12) montado rotatorio según un eje (13) de rotación, - se dispone sucesivamente una pieza en bruto (10) del molde en varias posiciones de mecanizado distintas con respecto al robot, por rotación del soporte rotatorio, y - para cada una de estas posiciones de mecanizado, se mecaniza la pieza en bruto manteniendo la dirección (29) de la herramienta sensiblemente fija, y desplazando la extremidad de la herramienta a lo largo de trayectorias (30, 31) sucesivas que se extienden en planos (Pld) de desplazamiento paralelos.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento y dispositivo de mecanizado de un molde para la fabricacion de un aparato ortopedico Ambito tecnico

La presente invencion es relativa a un procedimiento de mecanizado de una pieza tal como un molde para la fabricacion de un aparato ortopedico, y a un dispositivo de mecanizado de una pieza de este tipo.

El ambito tecnico de la invencion es el de la fabricacion de aparatos - o equipos - ortopedicos.

La invencion se aplica especialmente a la fabricacion de ortesis, y protesis externas, tales como, por ejemplo, un corse, una rodillera, una ortesis cruropedica, una ortesis suropedica, un corse asiento, o una protesis del miembro inferior.

Estado de la tecnica

Para la fabricacion de tales aparatos ortopedicos, se fabrica generalmente un molde sobre el cual se realiza al menos una parte de un aparato ortopedico por termoconformado o por estratificacion (utilizando una resina termoendurecible).

Para que este aparato presente una forma y unas dimensiones adaptadas a la morfologfa de un paciente determinado, se toman medidas de la parte del cuerpo del paciente que debe recibir el aparato ortopedico, y se determina la forma y las dimensiones del molde que haya que realizar, en funcion de las medidas tomadas. Se puede determinar especialmente la forma tridimensional del molde a partir de una digitalizacion en tres dimensiones de la forma de la parte del cuerpo a la que haya que aplicar el aparato, o bien adaptando una forma parametrica en funcion de las medidas propias del paciente, con la ayuda de un software de diseno (CAO).

El molde puede ser realizado por mecanizado, es decir retirada de material, a partir de un bloque de espuma de material plastico (especialmente poliuretano o polietileno).

Como se indica en la patente FR2885518, este mecanizado puede ser realizado con la ayuda de una fresadora.

El mecanizado con la ayuda de una fresadora de tres ejes no permite obtener un molde que presente una contradespulla, lo que es frecuente en los moldes de fabricacion de ortesis y protesis externas.

La utilizacion de una fresadora esta limitada al mecanizado de moldes que presentan una forma parecida a la de un cilindro o una piramide, lo que no es el caso de moldes para diferentes tipos de ortesis y protesis externas.

Esta limitacion puede ser superada a veces utilizando una fresadora de cinco ejes, pero el tamano y el coste de una fresadora aumenta de modo importante con el tamano de la pieza que haya que mecanizar.

Lo mismo ocurre con una maquina de cinco o seis ejes tal como la mencionada en la solicitud de patente US2011/115791.

El documento Mark Albert, « An Overview Of 3 + 2 Machining », Modern Machine Shop, 4 de Octubre de 2006, describe un procedimiento de mecanizado en el cual una herramienta de corte de una maquina de mecanizado de cinco ejes es bloqueada en una posicion inclinada utilizando dos ejes rotatorios de la maquina.

El documento MAkino, « 2 + 3 Machining: A faster, higher accuracy 5-axis machining technique », Knol, 27 de marzo de 2009, describe un procedimiento de mecanizado en el cual el posicionamiento de ejes A y C rotatorios secundarios - que son los ejes menos precisos - va seguido del mecanizado con los ejes X, Y y Z mas preciso.

Exposicion de la invencion

Las intentos de mecanizado de un molde para la fabricacion de un aparato ortopedico con la ayuda de un robot que lleva una herramienta (tal como una fresa) por intermedio de un mandril que sirve para arrastrar la herramienta en rotacion, y de un plato rotatorio sincronizado con los ejes del robot y al cual se fija una pieza en bruto, no han dado actualmente satisfaccion.

El mando de ciertos robots de mecanizado necesita una fase previa de aprendizaje para cada geometna de pieza que haya que mecanizar, especialmente para evitar colisiones entre la estructura del robot - y la herramienta que el mismo lleva -, y la pieza mecanizada o la pieza en bruto en curso de mecanizado.

Para la fabricacion de un tipo determinado de aparato ortopedico - por ejemplo un corse - para dos pacientes distintos, el mecanizado por un robot de los dos moldes adaptados respectivamente a las formas y dimensiones de los cuerpos de los dos pacientes distintos, necesitana efectuar dos etapas de aprendizaje, lo que sena largo y caro.

Por otra parte, ensayos han mostrado que el tiempo de fresado de un molde de este tipo con la ayuda de un plato rotatorio y de un robot de cinco o seis ejes que comprenda cinco o seis articulaciones en serie, es elevado.

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Un objetivo de la invencion es proponer un procedimiento de mecanizado de una pieza « a medida » de forma compleja, en particular un procedimiento de mecanizado de un molde para la fabricacion de un aparato ortopedico, con la ayuda de un soporte rotatorio y de un robot de al menos cinco ejes, que sea rapido y facil de poner en practica, asf como un dispositivo para la puesta en practica de este procedimiento.

Un objetivo de la invencion es proponer un procedimiento de mecanizado de una pieza unica de forma compleja, en particular un procedimiento de mecanizado de un molde para la fabricacion de un aparato ortopedico, con la ayuda de un soporte rotatorio y de un robot que lleva una herramienta rotatoria y que comprende al menos cinco articulaciones en serie, asf como un dispositivo para la puesta en practica de este procedimiento, que esten mejorados y/o que pongan remedio, al menos en parte, a las lagunas o inconvenientes de los procedimientos y dispositivos de mecanizado conocidos.

La invencion propone un procedimiento de mecanizado de acuerdo con la reivindicacion 1.

Diferentes aspectos de la invencion estan definidos en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con un aspecto de la invencion, se propone un procedimiento de mecanizado en el cual se dispone sucesivamente una pieza en bruto de una pieza que haya que mecanizar en varias posiciones (relativas) de mecanizado distintas con respecto al robot que lleva la herramienta, siendo el numero de estas posiciones relativas distintas reducido, y para cada una de estas posiciones de mecanizado, se mecaniza la pieza en bruto manteniendo la direccion de la herramienta sensiblemente fija, desplazando la extremidad de la herramienta a lo largo de varias trayectorias sucesivas que se extienden en planos de desplazamiento sensiblemente paralelos, en particular en planos paralelos a un eje de mayor dimension de la pieza que haya que mecanizar.

De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se propone un procedimiento de mecanizado en el cual:

- a1) se fija una pieza en bruto de la pieza que haya que mecanizar al soporte rotatorio;

- b1) manteniendo inmovil el soporte rotatorio, se mecaniza parcialmente la pieza en bruto con la ayuda de la herramienta rotatoria llevada por el robot, manteniendo el eje (de rotacion) de la herramienta sensiblemente paralelo a una direccion determinada con respecto a la pieza en bruto;

- c1) se aleja a herramienta de la pieza en bruto parcialmente mecanizada al final de la operacion b1);

- d1) se elige una segunda direccion determinada con respecto a la pieza en bruto diferente de la primera direccion determinada con respecto a la pieza en bruto, y en su caso se provoca una rotacion del soporte rotatorio segun un angulo de rotacion que es igual a - o determinado en funcion de - el angulo formado por las primera y segunda direcciones determinadas con respecto a la pieza en bruto; y despues

- se repite la operacion b1) manteniendo el eje de rotacion de la herramienta sensiblemente paralelo a la segunda direccion determinada con respecto a la pieza en bruto.

En otras palabras y de acuerdo con otro aspecto de la invencion, se propone un procedimiento de mecanizado de una pieza con la ayuda de un soporte de pieza en bruto montado rotatorio segun un eje de rotacion, y de un robot (de al menos cinco ejes) que comprenda al menos cinco articulaciones giratorias en serie, comprendiendo el robot un accionador rotatorio asociado a cada una de las articulaciones y que lleva un mandril para arrastrar en rotacion una herramienta de mecanizado tal como una fresa, en el cual:

- a2) se fija una pieza en bruto que haya que mecanizar a un soporte rotatorio;

- b2) manteniendo inmovil el soporte rotatorio de modo que se disponga la pieza en bruto en una de las citadas posiciones de mecanizado, se arrastra la herramienta en rotacion y se mandan los accionadores rotatorios del robot para desplazar la herramienta interfiriendo con la pieza en bruto para provocar una retirada de material, manteniendo sensiblemente fija la orientacion del eje de rotacion de la herramienta con respecto a un plano de mecanizado, siendo mandados los accionadores del robot para desplazar la herramienta a lo largo de planos de desplazamiento que son sensiblemente paralelos al eje de rotacion del soporte rotatorio, espaciados sensiblemente regularmente, y sensiblemente perpendiculares al plano de mecanizado;

- c2) se aleja la herramienta de la pieza en bruto parcialmente mecanizada al final de la operacion b2);

- d2) se provoca una rotacion del soporte rotatorio para disponer la pieza en bruto en otra posicion de mecanizado con respecto al robot; y despues

- se repite al menos una vez la operacion b2) modificando cada vez el plano de mecanizado.

La herramienta esta constituida preferentemente por una fresa que presente una parte cortante - denominada igualmente « activa » - que comprenda una porcion cilmdrica de pequeno diametro terminada en una porcion semiesferica, y cuyos dientes - o placas u otros organos de corte - esten repartidos en estas dos porciones.

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Manteniendo (sensiblemente) fija la orientacion de la herramienta, en particular manteniendo sensiblemente constante el angulo formado por el eje longitudinal - y de rotacion - de la herramienta y uno de los citados planos de mecanizado, durante cada secuencia de mecanizado de la pieza en bruto en el transcurso de la cual la pieza en bruto es mantenida inmovil, por tanto sin tener en cuenta la orientacion « local » de la superficie externa que haya que obtener para la pieza (el molde) considerada, se favorecen movimientos monotonos de al menos ciertas articulaciones del robot, lo que tiene por efecto aumentar la velocidad media de desplazamiento de la herramienta por el robot, y por consiguiente disminuir el tiempo necesario para el mecanizado de una pieza.

Esto esta favorecido igualmente por el hecho de que la pieza en bruto es inmovil durante las operaciones de mecanizado..

Por « movimiento monotono », se entiende un desplazamiento de al menos uno de los segmentos - elementos del cuerpo - del robot, que resulta de un mando de uno de los accionadores rotatorios del robot, y en el transcurso del cual el sentido de rotacion del accionador no es invertido.

A tttulo de ejemplo, para un robot de seis ejes - y accionadores - rotatorios en serie, en el cual se indican estos ejes - igual que los accionadores rotatorios y las articulaciones correspondientes a estos ejes - por AX1 a AX6 partiendo de la base del robot hasta su organo terminal, el hecho de disociar la orientacion de la herramienta de la normal (local) a la superficie que haya que mecanizar, permite al robot tener una informacion para el mando del accionador correspondiente al eje AX5, y permite disminuir la amplitud de movimiento de los ejes AX1, AX4, y AX6, privilegiando movimientos monotonos y/o de gran amplitud en los ejes AX2, AX3, y AX5.

Asf, con movimientos angulares de gran amplitud para estos ejes AX2, AX3, y AX5, el robot puede acelerar de modo significativo para estos ejes AX2, AX3, y AX5.

Este aumento de la velocidad media de mecanizado es favorecido todavfa previendo que el eje de rotacion del soporte rotatorio sea paralelo al eje AX1 de articulacion mutua de los primeros segmentos del robot, y en su caso disponiendo este eje en una parte periferica (es decir, alejada del eje AX1 del robot) del volumen de trabajo del robot, es decir del volumen accesible por la herramienta llevada por el robot.

Este aumento de la velocidad media de mecanizado puede ser favorecido igualmente previendo disponer el plano del soporte rotatorio que recibe la pieza en bruto - y por consiguiente la base de la pieza en bruto - a una cota media a lo largo de un eje paralelo al eje AX1 del robot, que sea tal que la cota sobre este eje del centro de la pieza y/o de la pieza en bruto este confundida con - o sea proxima a - la cota, en el mismo eje, del eje AX2 de articulacion mutua de los segundo y tercero segmentos del robot.

En el caso en que el eje AX1 del robot y el eje de rotacion del soporte rotatorio sean verticales, el plano de soporte rotatorio puede estar colocado entonces debajo de « la altitud » del eje AX2 del robot, a una distancia igual o proxima a la semialtura de la pieza en bruto (y/o de la pieza que haya que mecanizar). Esto permite igualmente utilizar el robot mas pequeno posible para mecanizar una pieza determinada.

Especialmente para el mecanizado de un molde para la fabricacion de un aparato ortopedico, el numero de posiciones de mecanizado distintas, que corresponde en ciertos casos al numero de rotaciones del soporte rotatorio aumentado en una unidad -y al numero de operaciones b1) o b2), - esta situado generalmente en un intervalo que va de 2 a 8, en particular situado en un intervalo que va de 2 o 3 a 6.

Especialmente, cuando este numero de posiciones esta situado en un intervalo que va de 2 a 4, el angulo de rotacion del soporte rotatorio puede ser de 90 grados o de 180 grados. En estos casos especialmente, los planos de mecanizado pueden ser ortogonales o paralelos entre sf

A diferencia de un procedimiento en el cual la rotacion del soporte rotatorio de la pieza en bruto fuera continua y/o concomitante con el mecanizado y con los desplazamientos de la herramienta por el robot, en un procedimiento de acuerdo con la invencion, podra ser necesario realizar una separacion o « repliegue » de la herramienta a fin de alejar la herramienta de la pieza en bruto el tiempo de proceder a la rotacion del soporte rotatorio, a fin de evitar una eventual interferencia entre la pieza en bruto y la herramienta, el mandril porta herramienta, y/o el robot. En este caso, sorprendentemente, se ha podido constatar que la perdida de tiempo ocasionada por estos movimientos de repliegue, afecta de modo poco perceptible a la velocidad media de mecanizado obtenida.

Para cada separacion o « repliegue », se puede provocar un desplazamiento de la herramienta en sentido contrario a lo largo de una parte sustancial de la trayectoria de la herramienta realizada en ultimo lugar, en particular a lo largo de una mitad de la trayectoria de la herramienta realizada en ultimo lugar, seguido de un desplazamiento de la herramienta segun una normal al plano de mecanizado correspondiente a la operacion de mecanizado en curso, en el sentido de un alejamiento relativo de la herramienta y del plano de mecanizado, y en una distancia al menos igual a la semilongitud de la parte « activa » de la herramienta.

Esto puede permitir evitar proceder a un aprendizaje de un movimiento de repliegue para cada secuencia de mecanizado y para cada pieza que haya que mecanizar.

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De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se propone igualmente un dispositivo configurado de modo que realice un procedimiento de acuerdo con la invencion. Tal dispositivo de mecanizado de un molde para la fabricacion de un aparato ortopedico esta definido en la reivindicacion l5. El mismo comprende especialmente un soporte de pieza en bruto montado rotatorio segun un eje de rotacion, comprendiendo un robot (de cinco o seis ejes) cinco o seis articulaciones giratorias en serie y que lleva un mandril para arrastrar en rotacion una herramienta de mecanizado tal como una fresa, asf como una unidad de mando - tal como una unidad electronica de mando con microprocesador - dispuesta, en particular programada, para mandar el funcionamiento de los accionadores del robot y para mandar la rotacion del soporte rotatorio de la pieza en bruto, de modo que se realicen las operaciones de un procedimiento de acuerdo con la invencion.

De acuerdo con un modo de realizacion, los ejes de rotacion de los accionadores del robot correspondientes a los ejes indicados por AX4, AX5 de articulacion mutua de los cuarto, quinto y sexto segmentos del robot, y en su caso el eje AX6, como se indico anteriormente, coinciden - o concurren - en un punto.

Especialmente cuando el eje longitudinal (indicado por X6 en la figura 8) de rotacion de la herramienta coincide con los ejes AX4 y AX5 del robot, este ultimo puede comprender cinco ejes solamente.

Otros aspectos, caractensticas, y ventajas de la invencion se pondran de manifiesto en la descripcion que sigue refiriendose a las figuras anejas, que ilustra, sin ningun caracter limitativo, modos preferidos de realizacion de la invencion.

Breve descripcion de las figuras

La figura 1 es una vista en perspectiva esquematica que ilustra operaciones de un procedimiento de fabricacion de un molde para la fabricacion de un corse.

La figura 2 es una vista en perspectiva esquematica que ilustra operaciones de un procedimiento de fabricacion de dos moldes para la fabricacion de dos elevadores.

La figura 3 es una vista en perspectiva esquematica que ilustra operaciones de un procedimiento de fabricacion de un molde para la fabricacion de un corse-asiento.

La figura 4 es una vista en perspectiva esquematica que ilustra operaciones de un procedimiento de fabricacion de un molde para la fabricacion de un verticalizador (aparato que permite a un paciente tomar la posicion derecha).

En las figuras 1 a 4 estan representadas esencialmente las trayectorias de la extremidad de una herramienta de fresado utilizada para mecanizar un bloque de espuma de material plastico.

Las figuras 5 a 7 son vistas en perspectiva esquematica que ilustran operaciones sucesivas de un procedimiento de fabricacion de un molde para la fabricacion de una pieza (ficticia) en forma de paralelepfpedo rectangulo.

La figura 8 es una vista que ilustra esquematicamente un robot y un soporte rotatorio que lleva una pieza en bruto de molde para la fabricacion de un aparato ortopedico.

Descripcion detallada de la invencion

Salvo indicacion explfcita en contrario, elementos u organos - estructural o funcionalmente - identicos o similares estan designados por referencias identicas en las diferentes figuras.

Refiriendose a la figura 8 en particular, para la fabricacion de un molde 15 a partir de una pieza en bruto 10 constituida por un bloque de espuma de material plastico, se fija la pieza en bruto por su base 11 sobre un soporte 12 que es arrastrado en rotacion segun un eje 13 por un accionador 14 tal como un motor electrico.

En la configuracion ilustrada en la figura 8, el soporte 12 que soporta a la pieza en bruto 10 se extiende segun un plano horizontal; el eje 13 de rotacion es vertical y esta sensiblemente confundido con los ejes de simetna y de mayor dimension de la pieza en bruto 10 asf como del molde 15 que haya que mecanizar, presentando el molde que haya que mecanizar y la pieza en bruto, cada uno, una forma de paralelepfpedo rectangulo.

El dispositivo utilizado para la fabricacion del molde comprende ademas un robot 16 de cinco ejes en « serie » fijado a un zocalo 17 y utilizado para desplazar una herramienta 18 de fresado cuya extremidad 19 esta redondeada, en particular es semiesferica.

El cuerpo del robot esta constituido esencialmente por seis segmentos 161 a 166 unidos entre sf dos a dos « en serie », por cinco articulaciones de ejes respectivos AX1 a AX5, comprendiendo cada articulacion respectivamente un accionador rotatorio para asegurar un desplazamiento relativo (en rotacion) de los dos segmentos sucesivos del robot que la articulacion considerada une:

- el primer segmento 161, que es la base (fija) del robot, es solidario del zocalo 17;

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- el segundo segmento 162 es arrastrado en rotacion segun el primer eje AX1, con respecto al segmento 161, por el accionador rotatorio de la primera articulacion que une el segmento 162 al segmento l6l;

- el tercer segmento 163 es arrastrado en rotacion segun el segundo eje AX2, con respecto al segmento 162, por el accionador rotatorio de la segunda articulacion que une el segmento 163 al segmento 162;

- el cuarto segmento 164 es arrastrado en rotacion segun el tercer eje AX3, con respecto al segmento 163, por el accionador rotatorio de la segunda articulacion que une el segmento 164 al segmento 163;

- el quinto segmento 165 es arrastrado en rotacion segun el cuarto eje AX4, con respecto al segmento 164, por el accionador rotatorio de la segunda articulacion que une el segmento 165 al segmento 164;

- el sexto segmento 166 es arrastrado en rotacion segun el quinto eje AX5, con respecto al segmento 165, por el accionador rotatorio de la quinta articulacion que une el segmento 166 al segmento 165.

La herramienta 18, que se extiende segun el eje X6, es arrastrada en rotacion segun este eje por un mandril electrico montado en el segmento 166.

En la figura 8, se puede observar que el primer eje AX1 del robot es vertical, que los ejes AX2 y AX3 son horizontales y paralelos, y que los ejes AX4, AX5 y X6 presentan un punto de interseccion comun.

El dispositivo de mecanizado comprende ademas una unidad electronica de mando con microprocesador - no representada -, tal como un ordenador asociado a una memoria que contiene datos representativos del molde que haya que mecanizar, que esta unida a los accionadores del robot y al accionador del soporte rotatorio. Esta unidad de mando esta programada para mandar el funcionamiento de los accionadores del robot y para mandar la rotacion del soporte rotatorio de la pieza en bruto, como se describe en la presente.

Refiriendose a las figuras 5 a 8, el mecanizado de una pieza 15 de forma paralelepipedica en el interior de la pieza en bruto 10, puede efectuarse del modo siguiente:

- se eligen dos planos de mecanizado PU1, PU2 que son paralelos a, - y contienen, en la configuracion representada en la figura 5 - el eje 13 de mayor dimension de la pieza 15 que haya que mecanizar, estos planos son elegidos de tal modo que sus respectivas distancias 22, 23 a las caras externas 20, 21 de la pieza en bruto a lo largo de las cuales se extienden respectivamente estos planos, sean inferiores a la longitud « activa » de la herramienta de fresado, de modo que se evite una interferencia entre la pieza en bruto y la parte « inactiva » de la herramienta y/o con el mandril que lleva a la herramienta;

- se mandan los accionadores del robot de modo que se posicione la extremidad de la herramienta de fresado, y que despues se desplace esta extremidad de la herramienta, de modo que esta extremidad de la herramienta « barra » una superficie constituida por el empalme de la superficie externa 150, 151 de una primera parte de la pieza 15 que se extiende entre el primer plano de mecanizado PU1 y el robot, y la parte de este plano PU1 que se extiende en el interior de la pieza en bruto y alrededor de esta superficie externa de una primera parte de la pieza 15; a tal efecto, como ilustra la figura 6, se desplaza la extremidad de la herramienta de fresado segun una trayectoria que comprende tramos 30 de trayectoria ascendente, tramos 31 de trayectoria descendente, y tramos 32, 33 de union que unen cada uno un tramo 30 de trayectoria ascendente al tramo 31 de trayectoria descendente siguiente (respectivamente precedente).

Como puede observarse especialmente en la figura 6, ciertos tramos 30, 31 de trayectoria son rectilmeos, paralelos, y estan contenidos en el plano PU1, mientras que otros tramos 30, 31 de trayectoria comprenden porciones - tales como las indicadas por 310 y 320 - que se extienden a distancia del plano PU1, extendiendose estas porciones 310, 320 de trayectoria sobre porciones 150, 151 de la superficie externa de la pieza 15 que haya que mecanizar.

Generalmente, mientras que la extremidad de la herramienta es desplazada por el robot segun estas trayectorias 30 a 33, el eje (X6 vease la figura 8) longitudinal - y de rotacion - de la herramienta es mantenido paralelo a una direccion 29 poco inclinada con respecto a la normal al plano PU1: la inclinacion del eje X6 con respecto a esta normal es generalmente inferior a - o proxima a - 20 grados o 30 grados.

A continuacion de este mecanizado parcial de la pieza en bruto 10 ilustrado en la figura 6, se modifica la orientacion mutua de la pieza en bruto y la herramienta de fresado, generalmente modificando la orientacion mutua de la pieza en bruto y del robot, con la ayuda del soporte rotatorio de posicionamiento de la pieza en bruto; se provoca una rotacion del plato y de la pieza en bruto, segun el eje 13, de 90 grados en este ejemplo, para proceder a continuacion a las operaciones de mecanizado con respecto al segundo plano de mecanizado PU2 que es perpendicular al plano PU1, como esta ilustrado en la figura 7.

Previamente a esta rotacion de la pieza en bruto, se hace seguir a la herramienta generalmente una trayectoria de separacion que comprende un tramo 34 que se extiende a lo largo del tramo 31 de trayectoria recorrido en ultimo lugar. Estos tramos 34, 31 estan sensiblemente confundidos, siendo la longitud del tramo 34 proxima a la semilongitud del tramo 31 realizado en ultimo lugar.

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La trayectoria de separacion comprende ademas un tramo 35 de trayectoria, extendiendose este tramo sensiblemente perpendicularmente al plano PU1; la longitud de este tramo es al menos igual a la de la parte activa de la herramienta 18, por ejemplo al menos igual a la longitud de esta herramienta.

Despues de la rotacion de la pieza en bruto, se mandan los accionadores del robot de modo que se posicione la extremidad de la herramienta de fresado, y que despues se desplace esta extremidad de herramienta, de modo que esta extremidad de herramienta se desplace a lo largo de una superficie constituida por el empalme de la superficie externa de una segunda parte de la pieza 15 que se extiende entre el segundo plano de mecanizado PU2 y el robot, y la parte de este plano PU2 que se extiende en el interior de la pieza en bruto restante y alrededor de esta superficie externa de una segunda parte de la pieza 15.

A tal efecto, como se describio anteriormente y como esta ilustrado en la figura 7, se desplaza la extremidad de la herramienta de fresado segun una trayectoria que comprende tramos 30, 31 de trayectoria que se extienden en planos de desplazamiento Pld sensiblemente perpendiculares al plano PU2, tramos 32, 33 de union, y en ultimo lugar tramos 34, 35 de trayectoria de separacion de la herramienta.

Los planos Pld de desplazamiento en los cuales se extienden los tramos 30, 31 de trayectoria a lo largo de los cuales la velocidad de desplazamiento de la herramienta es maxima, estan generalmente espaciados regularmente una distancia que puede ser proxima a la cuarta parte - u octava parte - del diametro de la herramienta de fresado.

A tftulo de ejemplo, para una fresa que tenga un diametro de 20 milfmetros, el paso de desplazamiento de estos planos puede ser del orden de 2,5 milfmetros a 5 milfmetros aproximadamente.

Para el mecanizado final de la pieza 15, posteriormente a la configuracion de mecanizado parcial ilustrada en la figura 7, se modifica una segunda vez la orientacion mutua de la pieza en bruto y del robot, por una rotacion de 90 grados del plato que soporta la pieza en bruto, para proceder a las operaciones finales de fresado, refiriendose al primer plano PU1 de mecanizado.

Se mantiene entonces el eje de la herramienta de fresado segun una direccion opuesta a la indicada por 29 en la figura 6, y se procede al mecanizado final desplazando la herramienta sostenida por el robot segun una trayectoria similar a las ilustradas en las figuras 6 y 7.

Para los modos de realizacion ilustrados en las figuras 1 y 2, se procede del modo descrito anteriormente. Puede observarse en estas figuras que el mecanizado es realizado segun cuatro planos de mecanizado PU1 a PU4 que son paralelos dos a dos, y paralelos al eje 13.

Se procede de modo similar para el modo de realizacion ilustrado en la figura 3, orientando y desplazando la herramienta de fresado con respecto a tres planos PU1, PU3, PU4 que son paralelos al eje 13, segun tres secuencias respectivas de mecanizado. Ademas, en una cuarta secuencia de mecanizado, se provoca el desplazamiento de la herramienta refiriendose a un cuarto plano de mecanizado (no representado) que es ortogonal al eje 13.

Se procede igualmente de modo similar para el modo de realizacion ilustrado en la figura 4, desplazando la herramienta con respecto a seis planos PU1 a PU6 de mecanizado, en seis secuencias de mecanizado.

En este modo de realizacion, los planos PU3 a PU6 son paralelos dos a dos y paralelos al eje 13, mientras que los planos PU1 y PU2 - que cortan respectivamente a los planos PU5 y PU6 segun las rectas D5 y D6 - estan inclinados con respecto al eje 13.

Con el mismo objetivo que el indicado anteriormente, los planos PU1 y PU2 se extienden respectivamente a lo largo de los dos ejes de mayor dimension de las partes del molde que haya que mecanizar que corresponden a los muslos del paciente. En este modo de realizacion, el angulo formado por los planos PU1 y PU2 es determinado por la abduccion de las piernas del paciente.

Por otra parte, el hecho de mecanizar cada parte lateral externa (izquierda y derecha) del molde segun dos secuencias de mecanizado, respectivamente con respecto a dos planos de mecanizado mutuamente inclinados, es decir los planos PU1 y PU5 para la parte izquierda del molde y los planos PU2 y PU6 para la parte derecha del molde, permite limitar las amplitudes de movimiento de al menos uno de los ejes del robot, en particular del eje AX5.

La invencion se beneficia del hecho de que la arquitectura electromecanica de un robot le proporciona una gran capacidad de aceleracion a poco que se manden los accionadores del robot de modo que se haga seguir a la herramienta trayectorias « simples » (o « uniformes »), idealmente trayectorias circulares, rectilmeas, o trayectorias carcaterizables por una ecuacion simple.

Contrariamente a una fresadora que desplace la herramienta a una velocidad de desplazamiento constante, el robot acelera y desacelera entre cada punto que caracteriza una inflexion de la trayectoria que haya que seguir; asf, cuanto mayor es la distancia entre dos puntos de inflexion, mayor posibilidad tiene el robot de alcanzar su velocidad maxima.

La invencion se beneficia igualmente del hecho de que las inversiones de sentido de rotacion de los motorreductores de las articulaciones del robot son menos frecuentes - si no eliminadas - cuando la herramienta describe las trayectorias descritas anteriormente, en particular cuando la herramienta describe las porciones de trayectoria 30, 31, lo que permite aumentar la velocidad media de desplazamiento de la herramienta por el robot.

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   REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento de mecanizado de un molde (15) para la fabricacion de un aparato ortopedico, con la ayuda de una maquina (16) de al menos cinco ejes que lleva una herramienta (18) rotatoria, en el cual la maquina es un robot que comprende al menos cinco articulaciones (AX1 a AX5) giratorias en serie, y en el cual :

   - se fija una pieza en bruto (10) del molde a un soporte (12) montado rotatorio segun un eje (13) de rotacion,

   - se dispone sucesivamente una pieza en bruto (10) del molde en varias posiciones de mecanizado distintas con respecto al robot, por rotacion del soporte rotatorio, y

   - para cada una de estas posiciones de mecanizado, se mecaniza la pieza en bruto manteniendo la direccion (29) de la herramienta sensiblemente fija, y desplazando la extremidad de la herramienta a lo largo de trayectorias (30, 31) sucesivas que se extienden en planos (Pld) de desplazamiento paralelos.
2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 en el cual los planos (Pld) de desplazamiento son paralelos a un eje (13) de mayor dimension del molde.
3. 3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2 en el cual los planos (Pld) de desplazamiento estan espaciados un paso proximo a la cuarta parte o la octava parte del diametro de la parte cortante de la herramienta (18).
4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3 que comprende las operaciones siguientes:

   - a1) fijar una pieza en bruto del molde al soporte (12) rotatorio;

   - b1) manteniendo inmovil el soporte rotatorio, mecanizar parcialmente la pieza en bruto con la ayuda de la herramienta rotatoria, manteniendo el eje (X6) (de rotacion) de la herramienta sensiblemente paralelo a una direccion (29) determinada con respecto a la pieza en bruto;

   - c1) alejar (35) la herramienta de la pieza en bruto parcialmente mecanizada al final de la operacion b1);

   - d1) elegir una segunda direccion determinada con respecto a la pieza en bruto diferente de la primera direccion determinada con respecto a la pieza en bruto, y en su caso provocar una rotacion del soporte rotatorio segun un angulo de rotacion que sea igual a - o determinado en funcion de - el angulo formado por la primera y segunda direccion determinada con respecto a la pieza en bruto; y despues

   - repetir la operacion b1) manteniendo el eje de rotacion de la herramienta sensiblemente paralelo a la segunda direccion determinada con respecto a la pieza en bruto.
5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, comprendiendo el robot un accionador rotatorio asociado a cada una de las articulaciones y que lleva un mandril para arrastrar en rotacion la herramienta de mecanizado, en el cual:

   - a2) se fija la pieza en bruto del molde al soporte rotatorio;

   - b2) manteniendo inmovil el soporte rotatorio de modo que se disponga la pieza en bruto en una de las citadas posiciones de mecanizado, se arrastra la herramienta en rotacion y se mandan los accionadores rotatorios del robot para desplazar la herramienta interfiriendo con la pieza en bruto para provocar una retirada de material, manteniendo sensiblemente fija la orientacion del eje de rotacion de la herramienta con respecto a un plano de mecanizado (PU1 a PU6), siendo mandados los accionadores del robot para desplazar la herramienta a lo largo de planos de desplazamiento que son sensiblemente paralelos al eje de rotacion del soporte rotatorio, espaciados sensiblemente regularmente, y sensiblemente perpendiculares al plano de mecanizado;

   - c2) se aleja la herramienta de la pieza en bruto parcialmente mecanizada al final de la operacion b2);

   - d2) se provoca una rotacion del soporte rotatorio para disponer la pieza en bruto en otra posicion de mecanizado con respecto al robot; y

   - se repite al menos una vez la operacion b2) modificando el plano de mecanizado.
6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 en el cual la herramienta esta constituida por una fresa que presenta una parte activa que comprende una porcion cilmdrica y/o una porcion (19) semiesferica, y organos de corte repartidos sobre esta o estas porciones.
7. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 en el cual el eje (13) de rotacion del soporte rotatorio es paralelo al eje (AX1) de articulacion de los dos primeros segmentos (161, 162) del robot y se extiende en una parte periferica del volumen de trabajo del robot.

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35
8. 8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7 en el cual el plano del soporte rotatorio que recibe la pieza en bruto esta dispuesto en una cota medida a lo largo de un eje paralelo al eje (AX1) de articulacion mutua de los dos primeros segmentos (161, 162) del robot, que es tal que la cota (98) sobre este eje del centro (97) del molde o de la pieza en bruto este confundida con - o sea proxima a - la cota (99), sobre el mismo eje, del eje (AX2) de articulacion mutua de los segundo y tercero segmentos (162, 163) del robot.
9. 9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 en el cual el eje (AX1) de articulacion mutua de los dos primeros segmentos (161, 162) del robot y el eje (13) de rotacion del soporte rotatorio son verticales, estando colocado el plano del soporte rotatorio debajo de la altitud del eje (AX2) de articulacion mutua de los segundo y tercero segmentos (162, 163) del robot, a una distancia igual o proxima a la semialtura de la pieza en bruto o del molde.
10. 10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 en el cual el numero de posiciones de mecanizado distintas, que en su caso corresponde al numero de rotaciones del soporte rotatorio - y al numero de operaciones b1) o b2) - aumentado en una unidad, esta situado en un intervalo que va de 2 a 8, en particular situado en un intervalo que va de 2 a 6.
11. 11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 10 en el cual el angulo de rotacion del soporte rotatorio es de 90 grados o de 180 grados.
12. 12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 11 en el cual al menos dos de los planos de mecanizado (PU1 a PU6) son ortogonales.
13. 13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 12 en el cual al menos dos de los planos de mecanizado (PU1 a PU6) son paralelos.
14. 14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 13 en el cual, para cada operacion c1) o c2) de separacion o « repliegue », se provoca un desplazamiento (34) de la herramienta en sentido contrario a lo largo de una mitad de la trayectoria de la herramienta realizada en ultimo lugar, seguido de un desplazamiento (35) de la herramienta segun una normal al plano de mecanizado (PU1 a PU6) correspondiente a la operacion de mecanizado en curso, en el sentido de un alejamiento relativo de la herramienta y del plano de mecanizado, y en una distancia al menos igual a la semilongitud de la parte « activa » de la herramienta.
15. 15. Dispositivo de mecanizado de un molde (15) para la fabricacion de un aparato ortopedico, comprendiendo el dispositivo un soporte (12) de pieza en bruto (10) montado rotatorio segun un eje (13) de rotacion, un robot (16) que comprende al menos cinco articulaciones (AX1 a AX5) giratorias en serie y que llevan un mandril para arrastrar en rotacion una herramienta (18) de mecanizado, asf como una unidad de mando - tal como una unida electronica de mando con microprocesador - programada para mandar el funcionamiento de los accionadores del robot y para mandar la rotacion del soporte rotatorio de la pieza en bruto, de modo que se realicen las operaciones de un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14.
16. 16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 15, en el cual los ejes (AX4, AX5) de articulacion mutua de los cuarto, quinto, y sexto segmentos (164, 165, 166) del robot, y en su caso el eje (X6) de rotacion de la herramienta (18), concurren en un punto (96).