ES2641830T3 - Máquina herramienta con dispositivo de equilibrado del cabezal de trabajo - Google Patents

Máquina herramienta con dispositivo de equilibrado del cabezal de trabajo Download PDF

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ES2641830T3 ES14705215.3T ES14705215T ES2641830T3 ES 2641830 T3 ES2641830 T3 ES 2641830T3 ES 14705215 T ES14705215 T ES 14705215T ES 2641830 T3 ES2641830 T3 ES 2641830T3
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Natale VALSECCHI
Dante AGOSTI
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Description

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DESCRIPCION
Maquina herramienta con dispositivo de equilibrado del cabezal de trabajo
La presente invencion se refiere a una maquina herramienta; en particular, una maquina herramienta de grandes dimensiones, provista de un dispositivo de equilibrado del peso de la estructura de soporte del cabezal de trabajo. A partir del documento EP-A-1319465 se conoce una maquina herramienta de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.
En el campo de las maquinas herramienta, especialmente las de grandes dimensiones, los usuarios sienten la necesidad de poder fabricar una pieza mecanica con tolerancias de maquina cada vez mas reducidas. Tal requisito tiene repercusiones en los fabricantes de tales maquinas, que realizan importantes actividades de I + D para ofrecer maquinaria con un rendimiento cada vez mejor.
La entidad de las tolerancias de maquina que se pueden obtener para una pieza mecanica esta fuertemente influenciada por las deformaciones mecanicas y termicas sufridas por los componentes de la maquina. En particular, una porcion significativa de tales deformaciones tiene lugar en la estructura de soporte del cabezal de mecanizado debido al peso del propio cabezal.
El proposito de la presente invencion es proporcionar una maquina herramienta que supere tal inconveniente.
Tal proposito se logra mediante una maquina herramienta hecha de acuerdo con la reivindicacion 1. Las reivindicaciones dependientes describen variantes de realizacion.
Las caracteristicas y ventajas de la maquina herramienta de acuerdo con la presente invencion seran evidentes a partir de la descripcion dada a continuacion, a modo de ejemplo no limitativo, de acuerdo con los dibujos adjuntos, en los que:
- las figuras 1 a 7 muestran diagramas de diferentes tipos de maquinas herramienta, provistas de un dispositivo de equilibrado de acuerdo con la presente invencion;
- la figura 8 muestra un diagrama de una fresadora vertical equipada con el dispositivo de equilibrado de acuerdo con la presente invencion;
- la figura 9 muestra el dispositivo de equilibrado de acuerdo con una realizacion preferida de la presente invencion.
De acuerdo con una variante de realizacion de la invencion (figura 1), una maquina herramienta es una maquina con un eje vertical, por ejemplo una fresadora 1, que comprende una base 2 que descansa sobre los cimientos, un montante vertical 4 que descansa sobre la base 2 y que se extiende a lo largo de un eje vertical, y un cabezal 6 de trabajo, soportado por el montante 4 y que puede trasladarse a peticion a lo largo de un eje de movimiento Y.
Ademas, la maquina herramienta 1 comprende un husillo 8 soportado por el cabezal 6, que tiene un eje de trabajo Z, que se puede trasladar preferiblemente a peticion a lo largo de dicho eje de trabajo Z.
La maquina herramienta 1 comprende medios 12 de accionamiento, adecuados para ser accionados para mover el cabezal 6 a lo largo de dicho eje de movimiento Y.
Los medios 12 de accionamiento comprenden, de acuerdo con una realizacion preferida, un motor electrico 14, por ejemplo soportado por el montante 4 en su parte superior, y un sistema 16 de tuerca y tornillo que comprende, por ejemplo, un tornillo de cojinete de bolas.
Preferiblemente (figuras 8 y 9), el sistema 16 de tuerca y tornillo comprende un tornillo 18 conectado al motor, situado a lo largo de dicho eje de movimiento Y, y un tornillo hembra 20, por ejemplo un tornillo de cabezal en cruz, en el que se aplica el tornillo 18; el tornillo hembra 20 esta unido al cabezal 6.
La rotacion controlada del tornillo, impuesta por el motor, en un sentido de giro u otro, provoca la bajada o elevacion del cabezal 6.
La maquina herramienta 1 comprende un dispositivo 30 de equilibrado, preferiblemente soportado por la base 2 conectada al cabezal 6 y adecuada para empujar dicho cabezal 6 para contrarrestar el peso del cabezal y los dispositivos soportados por el. El dispositivo de equilibrado es extensible, para absorber el movimiento del cabezal 6 a lo largo del eje de movimiento Y.
El dispositivo 30 de equilibrado comprende preferiblemente (figuras 8 y 9) un cilindro 32 que se extiende a lo largo de dicho eje de movimiento Y que descansa sobre la base 2, adecuado para ser accionado hidraulicamente por medio de conductos 34 de suministro de fluido, por ejemplo hechos en la base 2.
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Ademas, el dispositivo 30 de equilibrado comprende un piston 36, aplicado como para deslizarse de forma estanca en el cilindro 32, extendiendose a lo largo de dicho eje de movimiento Y.
El piston 36 esta conectado al travesano 6. Por ejemplo, dicho dispositivo 30 de equilibrado comprende una brida 38 de fijacion, unida al travesano 6 y al piston 36.
Preferiblemente, el tornillo 18 esta alineado con el piston 36 y, en particular, el tornillo 18 es coaxial a dicho piston 36 y esta alineado a lo largo de dicho eje de movimiento Y. Ventajosamente, esto evita la formacion de pares torsores de basculacion o desequilibrio debido a la accion del piston y a la reaccion del tornillo en el travesano.
Preferiblemente, el piston 36 es internamente hueco, para recibir al menos una seccion del tornillo 18; preferiblemente, ademas, la brida 38 de fijacion esta tambien atravesada por el tornillo 18.
Preferiblemente, ademas, el dispositivo 30 de equilibrado comprende medios de ajuste adecuados para permitir un ligero desalineamiento del eje 32 de cilindro con el eje de movimiento Y.
Por ejemplo, dichos medios de ajuste comprenden una junta esferica 40 por medio de la cual el cilindro 32 descansa sobre la base 2.
Por ejemplo, dicha junta esferica 40 comprende una brida 42 de soporte, unida a la base 2, que tiene un asiento semiesferico, y un elemento 44 de soporte, unido al extremo del cilindro 32, que tiene una superficie de trabajo semiesferica, que descansa en el asiento semiesferico de la brida 42 de soporte.
Preferiblemente, el conducto 34 de suministro de fluido cruza la brida 42 de soporte y el elemento 44 de soporte para suministrar el fluido presurizado al interior del cilindro 32.
De acuerdo con una variante de realizacion de la presente invencion, la maquina herramienta es una maquina 50 de portico, por ejemplo una fresadora de eje vertical (figura 2).
La maquina 50 comprende dos montantes 52a, 52b, que se extienden a lo largo de respectivos ejes verticales, distanciados a lo largo de un eje horizontal J.
La maquina 50 comprende un travesano 54, que se extiende a lo largo de dicho eje horizontal J y soportado por los dos montantes 52a, 52b. El travesano se puede trasladar verticalmente a peticion a lo largo de un eje de movimiento Y.
Ademas, la maquina 50 comprende un cabezal 56 de trabajo, soportado por el montante 54 y trasladable a peticion a lo largo de dicho eje horizontal J.
La maquina 50 comprende ademas un husillo 58, soportado por el cabezal 56, que tiene un eje de trabajo Z y preferiblemente trasladable a lo largo de dicho eje de trabajo Z.
La maquina 50 esta provista de dos sistemas 16a, 16b de tuerca y tornillo para el movimiento del travesano 54 a lo largo del eje de movimiento Y, distanciados a lo largo de dicho eje horizontal J.
Ademas, la maquina 50 comprende dos dispositivos 30a, 30b de equilibrado, aplicado cada uno al respectivo sistema 16a, 16b de tuerca y tornillo.
Preferiblemente, ademas, la maquina herramienta 50 comprende un dispositivo de control para controlar los dispositivos 30a, 30b de equilibrado.
El dispositivo de control comprende una unidad 70 de control adecuada para controlar los dos dispositivos 30a, 30b de equilibrado y un sensor 72 adecuado para detectar la posicion del cabezal 56 a lo largo de dicho eje horizontal J y para transmitir una senal de posicion a dicha unidad 70 de control para modular la activacion de los dispositivos 30a, 30b de equilibrado dependiendo de la posicion del cabezal 56.
De acuerdo con otra variante de realizacion de la invencion, la maquina herramienta es una maquina 80 de eje horizontal, por ejemplo una maquina de taladrar de eje horizontal (figura 3).
De acuerdo con otra variante de realizacion, la maquina herramienta es una maquina herramienta con un montante movil 90 (figuras 4 y 5), por ejemplo de eje horizontal, en la que la base 2 se extiende a lo largo de un eje de traslacion longitudinal X, por ejemplo perpendicular al eje de trabajo Z.
La maquina 90 comprende un carro 92 soportado por la base 2 y trasladable a peticion a lo largo de dicho eje de traslacion longitudinal X, sobre el cual esta soportado el montante 4.
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En dicha realizacion, el dispositivo 30 de equilibrado es soportado por el carro 92 y, de este modo, se traslada junto con el montante.
De acuerdo con otra realizacion adicional, una maquina herramienta 100 estipula dos o mas dispositivos 30’, 30’’ de equilibrado aplicados al mismo cabezal 6, descansando sobre la misma base fija (variante no mostrada) o sobre el carro de traslacion (figura 5).
De acuerdo con otras variantes de realizacion, una maquina herramienta es una maquina herramienta con un montante movil 110 (figuras 6 y 7), por ejemplo con un eje horizontal, en el que la base 2 se extiende a lo largo de un eje de traslacion transversal W, por ejemplo paralelo al eje de trabajo Z.
La maquina 110 comprende un carro 112 soportado por la base 2 y trasladable a peticion a lo largo de dicho eje de traslacion transversal W, sobre el cual esta soportado el montante 4.
En dicha realizacion, el dispositivo 30 de equilibrado es soportado por el carro 112 y, de este modo, se traslada junto con el montante 4.
De acuerdo con otra realizacion adicional, una maquina herramienta 130 estipula dos o mas dispositivos 30’, 30’’ de equilibrado aplicados al mismo cabezal 6, descansando sobre la misma base fija (variante no mostrada) o sobre el carro de traslacion (figura 7).
A la luz de la descripcion, las maquinas herramienta descritas anteriormente estipulan una estructura de soporte, por ejemplo el cabezal 6 o el travesano 54, trasladable y soportada por el montante 4 y que lleva un husillo 8, 58 que tiene un eje de trabajo Z, y unos medios 12 de accionamiento aplicados a la estructura 6, 54 de soporte para moverla a peticion a lo largo del eje de movimiento Y. Dichas maquinas herramienta estipulan ademas al menos un dispositivo de equilibrado extensible a lo largo de dicho eje de movimiento Y para actuar como para empujar contra la estructura de soporte y contrarrestar el efecto del peso de dicha estructura de soporte y de los componentes soportados por ella.
Ademas, el dispositivo de equilibrado es soportado por un soporte fijo con respecto a la estructura de soporte sobre la que funciona; dicho soporte fijo es la base 2 o el carro trasladable 92, 112.
De manera innovadora, la maquina herramienta de acuerdo con la presente invencion permite equilibrar el peso del travesano o del cabezal de trabajo y de los componentes soportados por ellos, con un sistema que es particularmente eficaz y sencillo de fabricar.
Esta claro que un experto en la tecnica puede realizar modificaciones a las maquinas herramienta descritas anteriormente para satisfacer requisitos contingentes, todas contenidas dentro del alcance de proteccion como se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Maquina herramienta (1, 50, 80, 90, 100, 110, 130) que comprende un montante vertical (4), una estructura trasladable (6, 54) de soporte soportada por el montante (4) y que lleva un husillo (8, 58) que tiene un eje de trabajo (Z), medios (12) de accionamiento aplicados a la estructura (6, 54) de soporte para moverla a peticion a lo largo de un eje de movimiento (Y) y al menos un dispositivo (30, 30a, 30b, 30’, 30’’) de equilibrado, extensible a lo largo de dicho eje de movimiento (Y), para actuar como para empujar contra la estructura de soporte y para contrarrestar el efecto del peso de dicha estructura de soporte y de los componentes soportados por ella, en la que los medios (12) de accionamiento comprenden un motor electrico (14) y un sistema (16) de tuerca y tornillo, en el que el tornillo (18) esta conectado al motor (14) y la tuerca esta conectada a la estructura (6, 54) de soporte, en la que el dispositivo de equilibrado comprende un cilindro (32), soportado por un soporte fijo con relacion a la estructura (6, 54) de soporte y un piston (36) deslizable de manera estanca en el cilindro (32) y conectado a la estructura (6, 54) de soporte, caracterizada porque el cilindro (32) es un cilindro hidraulico y el tornillo (18) y el piston (36) se extienden a lo largo de dicho eje de movimiento (Y) y son coaxiales entre si.
  2. 2. - Maquina herramienta de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que el sistema de tuerca y tornillo es un sistema de bola de recirculacion.
  3. 3. - Maquina herramienta de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, que comprende medios de ajuste adecuados para permitir un ligero desalineamiento del eje (32) de cilindro con el eje de movimiento (Y).
  4. 4. - Maquina herramienta de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que los medios de ajuste comprenden una junta esferica (40) por medio de la cual el cilindro (32) descansa sobre el soporte fijo.
  5. 5. - Maquina herramienta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende dos montantes (52a, 52b) distanciados a lo largo de un eje horizontal (J), en la que la estructura de soporte es un travesano (54) que se extiende a lo largo de dicho eje horizontal (J) y que lleva un cabezal (56) trasladable a peticion a lo largo de dicho eje horizontal (J) y en el que estan provistos al menos dos dispositivos (30a, 30b) de equilibrado, asociados cada uno al respectivo montante.
  6. 6. - Maquina herramienta de acuerdo con la reivindicacion 5, que comprende un dispositivo de control adecuado para modular la accion de los dispositivos de equilibrado sobre la estructura de soporte dependiendo de la posicion del cabezal (56) a lo largo de dicho eje horizontal (J).
  7. 7. - Maquina herramienta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el montante (4) es trasladable a peticion a lo largo de un eje de traslacion longitudinal (X) o transversal (W).
  8. 8. - Maquina de acuerdo con la reivindicacion 7, que comprende un carro (92, 112) trasladable a peticion, sobre el cual esta soportado el montante (4), estando dicho dispositivo de equilibrado soportado por dicho carro (92, 112).
  9. 9. - Maquina herramienta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que estan provistos dos o mas dispositivos de equilibrado para cada montante, que funcionan sobre la misma estructura de soporte.
ES14705215.3T 2013-03-06 2014-01-20 Máquina herramienta con dispositivo de equilibrado del cabezal de trabajo Active ES2641830T3 (es)

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