ES2836675T3

ES2836675T3 - Procedimiento y sistema de mecanizado de pieza que comprende un módulo de puesta a punto

Info

Publication number: ES2836675T3
Application number: ES16763938T
Authority: ES
Inventors: Philippe Jacot; Sébastien Laporte
Original assignee: Watch Out SA
Current assignee: Watch Out SA
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2021-06-28
Anticipated expiration: 2036-06-09
Also published as: RU2018100120A3; RU2018100120A; CN107949457B; EP3307475A2; KR102561852B1; JP6796640B2; EP3307475B1; CH711177A1; WO2016199044A3; RU2719967C2; JP2018524194A; WO2016199044A2; CN107949457A; US20180229340A1; KR20180040566A; US10293446B2

Abstract

Sistema de mecanizado de piezas que comprende un módulo de puesta a punto (210) y un módulo de mecanizado (110) para la producción de piezas, comprendiendo el módulo de puesta a punto (210): * por lo menos un primer dispositivo de fijación (1223) de portaherramientas (122) para fijar por lo menos un portaherramientas (122) de manera amovible y por lo menos un primer dispositivo de fijación (1232) de soporte de pieza (123) para fijar un soporte de pieza (123) de manera amovible, comprendiendo dicho módulo de mecanizado (110) * por lo menos un segundo dispositivo de fijación (1223) de portaherramientas (122) para fijar por lo menos un portaherramientas (122) de manera amovible y por lo menos un segundo dispositivo de fijación (1232) de soporte de pieza (123) para fijar un soporte de pieza (123) de manera amovible, caracterizado por que * dicho módulo de puesta a punto (210) comprende además un primer dispositivo de control de posicionamiento (121) para controlar el posicionamiento de dicho por lo menos un portaherramientas (122) con respecto a dicho soporte de pieza (123), y por que * dicho módulo de mecanizado (110) comprende además un segundo dispositivo de control de posicionamiento (121) que permite verificar el posicionamiento de dicho por lo menos un portaherramientas (122) con respecto a dicho soporte de pieza (123), de manera que el portaherramientas (122) y el soporte de pieza (123) puedan ser transferidos ambos después de la puesta a punto desde el módulo de puesta a punto hacia el módulo de mecanizado, permitiendo así el segundo dispositivo de control de posicionamiento (121) garantizar sobre el módulo de mecanizado (110) un posicionamiento entre dicho por lo menos un portaherramientas (122) y dicho soporte de pieza (123) idéntico al aplicado entre dicho por lo menos un portaherramientas (122) y dicho soporte de pieza (123) en la puesta a punto en el módulo de puesta a punto (210).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y sistema de mecanizado de pieza que comprende un módulo de puesta a punto

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un sistema de mecanizado de pieza que comprende un módulo de puesta a punto y por lo menos un módulo de mecanizado destinado a la producción.

Estado de la técnica

La fabricación de piezas por medio de módulos de mecanizado (máquinas-herramienta), en particular de roscadoras, de tornos automáticos, de fresadoras y de máquinas transfer, comprende típicamente tres fases distintas:

En una primera fase de puesta a punto (o preajuste), el operario (por ejemplo, un roscador) define y prueba en un módulo de mecanizado el plano de mecanizado, es decir la sucesión de operaciones y de desplazamientos de ejes necesarios para obtener la pieza que se debe mecanizar deseada. El operario se ocupa, por ejemplo, de obtener el plano de mecanizado más eficaz posible, es decir, el que permite mecanizar una pieza dada con un mínimo de operaciones y evitando las colisiones entre herramientas o con la pieza. Elige las herramientas que se deben utilizar, y verifica la calidad de las piezas obtenidas, por ejemplo los acabados de superficie, el respeto de las tolerancias, etc.

En una segunda fase de producción, se producen una serie de piezas en el módulo de mecanizado preajustado, con los parámetros definidos en la puesta a punto. Esta fase es la única fase productiva; se realiza frecuentemente 24h horas al día, siendo el módulo de mecanizado alimentado con material en bruto mediante un alimentador o un cargador de bloques (piezas en bruto).

Ocurre que la producción de una serie de piezas se interrumpe, por ejemplo para producir otro tipo de piezas en el mismo módulo de mecanizado, para el mantenimiento de la máquina, etc., y después se reanuda posteriormente. En tal caso, es necesaria una fase de puesta en marcha para aplicar los parámetros definidos anteriormente en la puesta a punto. Esta puesta en marcha es más rápida que la puesta a punto.

La puesta a punto se realiza generalmente en el módulo de mecanizado destinado asimismo a la producción, con el fin de asegurar que esta producción se efectúe con los parámetros preajustados que permitan obtener los resultados probados en la puesta a punto. Esto da como resultado una interrupción de la producción (es decir, un tiempo muerto) y una inmovilización de la máquina de producción durante la duración de la puesta a punto.

La prueba de los parámetros de mecanizado preajustados en la puesta a punto necesita unos equipos de prueba especializados, por ejemplo unos sensores, unas cámaras de video, etc. con el fin de medir la calidad de las piezas producidas. Estos equipos de prueba encarecen el precio del módulo de mecanizado. En el caso de un parque con numerosos módulos de mecanizado, cada módulo debe estar equipado con sus propios equipos de prueba, por lo menos para cada puesta a punto. Ciertamente, es posible retirar las piezas del módulo de mecanizado con el fin de probarlas externamente, pero esta transferencia ralentiza todavía más la fase de puesta a punto y la duración de inmovilización no productiva del módulo. Por otro lado, no permite medir fácilmente las características de la pieza durante etapas intermedias de mecanizado.

Por lo tanto, se han propuesto diferentes soluciones en la técnica anterior con el fin de reducir la duración de esta fase de puesta a punto o la de puesta en marcha.

El documento DE1602821A1 describe, por ejemplo, un dispositivo externo de puesta a punto. Este dispositivo permite realizar una puesta a punto fuera de la máquina-herramienta, y probar los parámetros obtenidos antes de la fase de producción en la máquina de producción. La puesta a punto se efectúa con una herramienta montada en un portaherramientas amovible que es transferido a continuación a la máquina de producción, con el fin de asegurarse de que la calidad de la producción no se vea afectada por un cambio de herramienta o de posicionamiento de las herramientas en su portaherramientas.

El documento US3282138A describe una máquina-herramienta de control numérico. Un dispositivo numérico de posicionamiento permite corregir el posicionamiento de un portaherramientas amovible, registrando los parámetros de posicionamiento requeridos en unas cintas perforadas. Esta solución adolece de los mismos problemas que el documento anterior y permite corregir únicamente las diferencias de posicionamiento de las herramientas.

El documento US4776247 describe otro circuito numérico que permite reproducir, en la producción, la posición de las herramientas predeterminada en la puesta a punto, y por lo tanto reducir el tiempo de puesta en marcha.

El documento US3625097A describe un procedimiento de preajuste de las herramientas con respecto a su portaherramientas. El procedimiento utiliza un dispositivo de puesta a punto externo con unos portaherramientas amovibles que pueden ser transferidos a continuación a la máquina-herramienta de producción. La máquinaherramienta reproduce correctamente el posicionamiento entre portaherramientas.

Los documentos US3555690A y US4240207 se refieren a un dispositivo de simulación que permite el preajuste de una máquina-herramienta, que utiliza un dispositivo de puesta a punto externo.

Los documentos US3867763A, FR2768072, US5595377 y US4880220 describen un dispositivo de preajuste de máquina-herramienta, que utiliza un dispositivo de puesta a punto externo con unos portaherramientas amovibles.

El documento DE202013002678U1 describe una máquina de producción con una mesa de producción equipada con una cinta transportadora que lleva varios portaherramientas aptos para pasar a posicionarse cada uno a su vez en una serie de puestos de tratamiento adyacentes.

El documento DE102007042288A1 se refiere a una máquina-herramienta cuyo chasis forma un marco que soporta un portapiezas y uno o varios portaherramientas. Existen unos sistemas para asegurar el posicionamiento correcto del portapiezas y del o de los portaherramientas sobre el chasis.

El documento DE102005047250 describe una línea de producción de piezas con varias células de mecanizado alineadas y un dispositivo de transporte para transportar la pieza que se va a mecanizar. Cada célula de mecanizado comprende unos portaherramientas y unos portapiezas. Existe una compensación de posición relativa entre el portaherramientas y el portapiezas que le está asociado.

Se puede citar también el documento DE 200 13242 U1 que describe un dispositivo óptico para el ajuste de las herramientas, de las piezas o de sistemas de medición en las máquinas-herramienta.

Estas diferentes soluciones permiten así poner a punto y probar un plano de mecanizado fuera del módulo de mecanizado destinado a la producción. Permiten también probar las herramientas y su montaje sobre el portaherramientas, y asegurarse de que el montaje preciso de las herramientas sobre su portaherramientas se reproduzca en la producción. Estas soluciones no permiten, a pesar de todo, asegurar una perfecta reproducibilidad de los resultados sobre la máquina de producción; en efecto, la calidad de mecanizado depende también de las características y del posicionamiento del portapiezas sobre cada módulo.

Breve resumen de la invención

Un objetivo de la presente invención es proponer un sistema de mecanizado y un módulo de puesta a punto externo que estén exentos de las limitaciones de la técnica anterior.

Según la invención, estos objetivos se alcanzan, en particular, mediante un sistema de mecanizado de piezas que comprende un módulo de mecanizado destinado a la producción de piezas y un módulo de puesta a punto,

comprendiendo el módulo de puesta a punto por lo menos un primer dispositivo de fijación de portaherramientas para fijar un portaherramientas de manera amovible, y por lo menos un primer dispositivo de fijación de soporte de pieza para fijar un soporte de pieza de manera amovible, y un primer dispositivo de control de posicionamiento para controlar el posicionamiento de dicho por lo menos un portaherramientas con respecto a dicho soporte de pieza,

comprendiendo el módulo de mecanizado por lo menos un segundo dispositivo de fijación del portaherramientas para fijar un portapiezas de manera amovible, y por lo menos un segundo dispositivo de fijación de soporte de pieza para fijar un soporte de pieza de manera amovible, y un segundo dispositivo de control de posicionamiento que permite verificar el posicionamiento de dicho por lo menos un portaherramientas con respecto a dicho soporte de pieza,

de manera que el portaherramientas y el soporte de pieza puedan ser transferidos ambos después de la puesta a punto desde el módulo de puesta a punto hacia el módulo de mecanizado.

Esta solución presenta en particular la ventaja con respecto a la técnica anterior de permitir la transferencia no solamente del portaherramientas, sino también del soporte de pieza, entre el módulo de puesta a punto y el módulo de mecanizado. Se asegura así que el mecanizado se efectúe con el portaherramientas y con el soporte de pieza previamente probados en la puesta a punto; los eventuales defectos del soporte de pieza, por ejemplo unas imprecisiones de posicionamiento, de concentricidad, etc., pueden ser medidas así en la puesta a punto, y corregidas o compensadas en la producción.

Esta solución permite también realizar una puesta a punto en tiempo enmascarado, sobre un módulo de puesta a punto externo, sin bloquear el módulo de mecanizado destinado a la producción.

En un modo de realización preferido, el módulo de puesta a punto comprende una primera referencia de posicionamiento para controlar el posicionamiento de por lo menos un soporte de herramienta con respecto al soporte de pieza. El módulo de mecanizado comprende, por su parte, una segunda referencia de posicionamiento que permite verificar el posicionamiento de por lo menos un soporte de herramienta con respecto al soporte de pieza. Se pueden compensar así unos errores de posicionamiento del portaherramientas, o de cada portaherramientas, con respecto a la pieza en la puesta a punto en el módulo de puesta a punto y en el mecanizado.

El portaherramientas puede fijarse de manera amovible sobre un carro (peine). Para ello, puede comprender por ejemplo unos medios de fijación amovibles, por ejemplo uno o más pasadores, o unas porciones, por ejemplo unos orificios o unas superficies de referencia, aptos para cooperar con el carro móvil.

El portaherramientas puede comprender varias herramientas fijadas de manera amovible.

La referencia de posicionamiento prevista sobre el módulo de mecanizado permite garantizar un posicionamiento relativo del portaherramientas y del soporte de pieza idéntico al aplicado en la puesta a punto sobre el módulo de puesta a punto y/o compensar unas diferencias de posicionamiento. Se controla así el posicionamiento relativo entre el portaherramientas y el soporte de pieza, y por lo tanto el posicionamiento relativo entre la pieza y la herramienta, independientemente del posicionamiento con respecto al marco del módulo de mecanizado.

El sistema de posicionamiento sobre el módulo de puesta a punto puede estar dispuesto para permitir medir la distancia entre la posición del portaherramientas y una referencia relacionada con el soporte de pieza, y para memorizar esta distancia. De la misma manera, se puede medir y memorizar la dirección efectiva de desplazamiento del portaherramientas (por ejemplo, cuando se da una consigna de desplazamiento en una dirección determinada).

Se habla entonces de fijación con pasador del soporte de pieza con el portaherramientas: estos dos elementos están siempre alineados y posicionados de manera precisa uno con respecto al otro, a la misma distancia y con la misma orientación, tanto en el módulo de puesta a punto como en el módulo de mecanizado.

De la misma manera, en el módulo de mecanizado, se miden la posición y la dirección de desplazamiento del portaherramientas en un referencial relacionado con el soporte de pieza y se compensan con los valores de referencia determinados en el módulo de puesta a punto. Se miden eventuales diferencias de posicionamiento y/o de orientación y se compensan por unos movimientos que corresponden al carro portaherramientas en el mecanizado.

Los dispositivos de control de posicionamiento permiten verificar el posicionamiento del portaherramientas y del soporte de pieza en un único plano X-Y, y eventualmente la dirección de desplazamiento Theta en este plano. Se evita así la dificultad de posicionamiento y de orientación según el eje Z, generalmente menos sensible. Resulta de ello un dispositivo más económico y más fácil de alinear.

En otro modo de realización, cuando es necesario asimismo un posicionamiento preciso de las herramientas y de la pieza según Z, el dispositivo de control de posicionamiento puede estar previsto para permitir asimismo un posicionamiento preciso en uno o varios planos que incluyen el eje Z.

Las primeras y segundas referencias de posicionamiento pueden estar constituidas por unas dianas ópticas. La alineación entre estas dianas superpuestas garantiza el posicionamiento correcto del portaherramientas con el soporte de pieza. El sistema de control de posicionamiento puede comprender una cámara que filma las dianas superpuestas, y un módulo informático de análisis de imágenes.

Se pueden utilizar otros tipos de dianas y otros sistemas de control de posicionamiento, incluyendo unos sistemas basados en un sensor matricial, unos sistemas capacitivos, inductivos, resistivos o mecánicos, por ejemplo.

El dispositivo de control de posicionamiento puede ser amovible y estar unido al portaherramientas y al soporte de pieza, respectivamente.

El dispositivo de control de posicionamiento se puede fijar y unir al marco del módulo de puesta a punto, respectivamente, del módulo de mecanizado.

El dispositivo de control de posicionamiento puede ser en parte fijo y en parte amovible y estar unido al portaherramientas y al soporte de pieza, respectivamente.

En el caso de un sistema óptico, la medición se puede realizar verificando la posición de piezas sumergidas en un líquido, por ejemplo en aceite. Se evitan así los errores de medición debidos a eventuales proyecciones de aceite de corte o a la presencia de virutas o de suciedad.

El módulo de puesta a punto puede comprender una cámara o un sensor de alta resolución del cual está desprovisto el módulo de mecanizado, con el fin de poner a punto el mecanizado sobre este módulo de puesta a punto, de verificar la calidad del mecanizado obtenido, y de ahorrar la instalación de dichos sensores de alta resolución en todas las máquinas-herramienta de un parque.

El soporte de material puede ser un cañón de roscadora.

El soporte de material puede ser una pinza o un mandril.

El soporte de material puede ser una paleta o un porta-paletas.

Es también posible integrar o fijar la diana sobre la pieza a mecanizar.

En un módulo de puesta a punto para la puesta a punto de un procedimiento de mecanizado, preferentemente, dicha puesta a punto comprende:

- por lo menos un primer dispositivo de fijación de portaherramientas para fijar un portaherramientas de manera amovible;

- por lo menos un primer dispositivo de fijación de soporte de pieza para fijar un soporte de pieza de manera amovible;

estando controlado el posicionamiento de dicho portaherramientas con respecto a dicho soporte de pieza.

La invención tiene también por objeto un procedimiento de mecanizado de piezas con la ayuda de un módulo de mecanizado para la producción de piezas y de un módulo de puesta a punto, que comprende:

puesta a punto de un procedimiento de mecanizado mediante el módulo de puesta a punto; transferencia de por lo menos un portaherramientas y de por lo menos un soporte de pieza desde el módulo de puesta a punto hacia el módulo de mecanizado;

mecanizado de piezas sobre dicho módulo de mecanizado mediante dicho soporte de pieza y dicho portaherramientas, y una etapa de verificación del posicionamiento relativo del soporte de pieza y del o de los portaherramientas sobre el módulo de puesta a punto y sobre el módulo de mecanizado, y esto con el fin de garantizar en el módulo de mecanizado un posicionamiento entre dicho por lo menos un portaherramientas y dicho soporte de pieza idéntico al aplicado entre dicho por lo menos un portaherramientas y dicho soporte de pieza en la puesta a punto en el módulo de puesta a punto.

Breve descripción de las figuras

Unos ejemplos de realización de la invención se indican en la descripción ilustrada por las figuras adjuntas, en las que:

• la figura 1 ilustra una vista en sección de un módulo de mecanizado según un modo de realización de la invención,

• la figura 2 ilustra una vista en perspectiva de un módulo de puesta a punto según un modo de realización de la invención,

• la figura 3 ilustra esquemáticamente la transferencia del portaherramientas y del soporte de pieza entre un módulo de puesta a punto y un módulo de mecanizado,

• la figura 4 ilustra esquemáticamente el montaje de los portaherramientas y del soporte de pieza sobre un módulo de puesta a punto o sobre un módulo de mecanizado,

• la figura 5 ilustra una vista en sección de un ejemplo de sistema de control de posicionamiento según un modo de realización de la invención,

• la figura 6 ilustra esquemáticamente un ejemplo de sistema de control de posicionamiento según un modo de realización de la invención,

• la figura 7 ilustra esquemáticamente un sistema de control de posicionamiento según un modo de realización de la invención, estando la iluminación en el lado opuesto a la cámara con respecto a las dianas, • la figura 8 ilustra esquemáticamente un sistema de control de posicionamiento según un modo de realización de la invención, estando la iluminación en el mismo lado que la cámara con respecto a las dianas.

Ejemplo(s) de modos de realización de la invención

El módulo de mecanizado 110 ilustrado en la figura 1 forma un bloque compacto, delimitado por una cubierta de protección 112 que constituye una envuelta cerrada que delimita un recinto 114 que se puede hacer relativamente estanco. Esta cubierta de protección 112 comprende dos paredes laterales 112a y 112b verticales paralelas entre sí, una pared superior 112c horizontal y paralela a una pared inferior unida al marco 112d, una pared trasera 112e vertical, y una pared delantera 112f con varios lados que comprende una puerta frontal.

Una ventana en la pared delantera 112f permite visualizar el recinto 114 que contiene en particular un conjunto de mecanizado 120. Este conjunto de mecanizado 120 comprende por lo menos un portaherramientas 122, un husillo 124 y un contrahusillo 125. El o los portaherramientas 122 están montados de manera amovible sobre un carro o peine motorizado móvil, como se verá más adelante.

El conjunto de mecanizado 120 está montado sobre un carro móvil 130. En la figura, este carro móvil 130 se presenta en forma de un cajón. Preferentemente, el carro 130 forma un receptáculo apto para recuperar cualquier líquido de lubricación, en particular aceite, y las virutas de material resultantes del mecanizado de una pieza por el conjunto de mecanizado. Para permitir el movimiento de avance fuera del recinto 114 y el movimiento de retroceso en el recinto de este carro móvil 130, este último está montado sobre unos medios de guiado 132. En particular, estos medios de guiado 132 pueden presentarse en forma de raíles.

El conjunto de mecanizado 120 está dispuesto sobre una base de soporte 126, sobre la cual están montados el husillo 124 y el contrahusillo 125, así como el o los portaherramientas amovibles 122. La base de soporte 126 es recibida directamente sobre el carro móvil 130. De esta manera, se entiende que es posible cambiar un conjunto de mecanizado 120 completo de un módulo de mecanizado simplemente separando la base de soporte 126 del carro móvil 130, y colocando allí una nueva base de soporte 126 equipada de otro conjunto de mecanizado 120.

El módulo de mecanizado 110 comprende también un armario eléctrico, no representado en la figura, situado por ejemplo sobre la pared trasera 112e. Este armario eléctrico está dispuesto en el recinto 114, o en el exterior del recinto 114. El recinto 114 comprende asimismo una bandeja para virutas 128, bajo el carro móvil 130, y una bandeja para aceite 129, bajo la bandeja para virutas 128. Con el fin de recuperar el aceite y las virutas en las bandejas dedicadas 128 y 129, el fondo del carro 130 está provisto de orificios. Una canal solidaria con el carro puede estar prevista para guiar lar virutas.

Asimismo, el módulo de mecanizado 110 dispone de un sistema de aspiración de vapores presentes en el recinto y que está equipado con una chimenea de evacuación de vapores 140.

Para facilitar el control visual del estado de funcionamiento de cada módulo de mecanizado 110, se prevé ventajosamente un indicador visual del estado de funcionamiento, tal como una lámpara de señalización 142 (véanse las figuras 1 a 3).

El módulo de mecanizado 110 comprende además un almacén de barras que se van a mecanizar 127 situado en el recinto 114, en la parte trasera del conjunto de mecanizado 120. Este almacén de barras que se van a mecanizar 127 alimenta el conjunto de mecanizado 120 barra por barra, a la manera de un cargador de cartuchos de armas. Así, este almacén de barras que se van a mecanizar 127 forma un alimentador para el conjunto de mecanizado 120, alimentando el soporte de pieza 123 con el material en bruto, por la parte trasera del módulo de mecanizado 110 (por la derecha en las figuras). Unas series de barras de diferentes diámetros, y/o de diferentes materiales ya listas permiten que el operario recargue el almacén 127 de manera rápida y fácil.

Las barras presentan preferentemente una longitud inferior a 1 metro. Con unas barras que se van a mecanizar bastante cortas, se reduce no sólo el espacio ocupado en el suelo del almacén 127, sino que se contribuye además a reducir las vibraciones cuando tiene lugar el mecanizado de la barra, lo cual es una garantía de estabilidad del procedimiento de mecanizado y, por lo tanto, de una buena calidad de mecanizado. Además, el tamaño reducido de la barra permite que la barra avance sin guiado particular hasta el soporte de pieza 123.

La figura 2 ilustra un módulo de puesta a punto 210 según un modo de realización de la invención. Numerosos elementos de este módulo de puesta a punto son similares o idénticos a los del módulo de mecanizado 110 y no se describirán con mayor detalle. La unidad de puesta a punto 210 comprende en particular un carro 230 móvil en la cubierta de protección 212 y que permite extraer o introducir los elementos de mecanizado, en particular un husillo similar al husillo 124 con su soporte de pieza, un contrahusillo 225 y los portaherramientas detallados más adelante. El elemento 240 es una chimenea para la evacuación de los vapores, 242 es una luz que señala el funcionamiento o la parada del módulo de puesta a punto. Todos los demás elementos del módulo de mecanizado descritos en relación con la figura 1 pueden estar presentes en el módulo de puesta a punto. Sin embargo, al no estar este módulo destinado a la producción en serie de grandes cantidades de piezas, es posible, no obstante, simplificar algunos elementos destinados a la producción rápida o de grandes series; por ejemplo, es posible prever un alimentador más pequeño o más lento, unas bandejas de recuperación de aceite y de aire más pequeñas, etc.

El módulo de puesta a punto 210 comprende, por otro lado, por lo menos una cámara de alta resolución y/o por lo menos un sensor, del cual está desprovisto el módulo de mecanizado 110, con el fin de poner a punto el mecanizado sobre este módulo y verificar la calidad de las piezas producidas. Este sensor puede comprender, por ejemplo, un palpador, un medidor de rugosidad, un calibrador, una columna de medición de altura, un sistema de visión basado en una o varias cámaras de alta resolución y/o de alta frecuencia, etc. Los resultados de medición se pueden visualizar en una o varias pantallas 261.

Las herramientas se dividen en grupos de herramientas 1220, comprendiendo cada grupo de herramientas una o varias herramientas unas al lado de las otras. Uno o varios grupos de herramientas son solidarios con un mismo portaherramientas 122. La máquina puede comprender varios portaherramientas 122. Por lo menos uno de estos portaherramientas está montado de manera amovible, por ejemplo con la ayuda de pasadores, sobre un carro móvil (denominado peine) del módulo de puesta a punto 210, respectivamente del módulo de mecanizado 110. Es posible así transferir un portaherramientas 122 de un módulo a otro, como se ilustra esquemáticamente en la figura 3. De la misma manera, el soporte de pieza 123 está montado de manera amovible con la ayuda de un dispositivo de fijación 1232 en el módulo de puesta a punto 210 y en el módulo de mecanizado 110, con el fin de poder ser transferidos de un módulo a otro. Unos dispositivos de corrección de posición permiten ventajosamente compensar la posición relativa del o de cada portaherramientas con respecto al soporte de pieza, como se verá más adelante.

Se pueden montar de manera amovible una o varias herramientas sobre el portaherramientas correspondiente. La posición relativa de cada herramienta con respecto al portaherramientas 122, y/o la posición de la arista de corte se puede medir y almacenar numéricamente, con el fin, por ejemplo, de aplicar una corrección numérica apropiada en caso de error de colocación, mediante elementos de medición y de corrección conocidos en sí mismos y separados de los medios de compensación de la posición del portaherramientas.

El soporte de pieza 123 puede comprender, por ejemplo, un cañón, es decir un elemento capaz de guiar una barra de material mantenida por el husillo, un mandril o una pinza capaz de mantener por sí misma el material. Ventajosamente, el soporte de pieza comprende un cañón convertible en pinza.

Después de la puesta a punto de un plano de mecanizado, el portaherramientas amovible 122 y el soporte de pieza amovible 123 pueden ser transferidos, por lo tanto, desde el módulo de puesta a punto 210 hacia el módulo de mecanizado 110. Se garantiza así que el mecanizado se efectuará con el portaherramientas y con el soporte de pieza que han permitido obtener las calidades y los resultados probados y aprobados en la puesta a punto. Se evitan así unos defectos relacionados con el cambio de portaherramientas o con el cambio de soporte de pieza. Ventajosamente, un portaherramientas y un soporte de pieza utilizados para la puesta a punto de una pieza particular están asociados a esta pieza y a su programa de pieza en un inventario, y se utilizan únicamente para el mecanizado de esta pieza; este kit se almacena entre dos series de mecanizado de esta pieza.

La figura 4 ilustra esquemáticamente el montaje de dos portaherramientas 122 y de un soporte de pieza 123 sobre un módulo, por ejemplo sobre un módulo de puesta a punto o sobre un módulo de mecanizado. Cada portaherramientas 122 se fija sobre un carro (peine) del módulo 110, respectivamente 210, mediante un dispositivo de fijación 1223, de manera que se pueda desplazar y corregir su posición de manera motorizada. Los errores de posicionamiento del portaherramientas 122 con respecto al carro, o las diferencias de posicionamiento con respecto al posicionamiento sobre la máquina de puesta a punto, se compensan así modificando de manera correspondiente el desplazamiento del carro.

Cada portaherramientas 122 comprende además una referencia de posicionamiento 1221, por ejemplo, pero sin limitación, una diana óptica montada sobre un soporte de diana 1222, como se verá más adelante. Se preverán ventajosamente varias referencias de posicionamiento distintas cuando la máquina comprenda varios portaherramientas 122 sobre varios carros (peines). De la misma manera, el soporte de pieza 123 está montado mediante un dispositivo de fijación 1232 y comprende asimismo una referencia de posicionamiento 1231, por ejemplo otra diana óptica detallada más adelante. El posicionamiento relativo de las referencias de posicionamiento vinculado a cada portaherramientas y al soporte de pieza se puede controlar, por ejemplo, mediante un sistema de visión vinculado al marco y que permite medir la distancia según los ejes x e y entre las referencias de posicionamiento 1221 y 1231. En un modo de realización ventajoso, el sistema ordena un desplazamiento del carro portaherramientas según una dirección predeterminada y mide la diferencia theta entre la dirección de desplazamiento efectiva medida en la imagen y la dirección de consigna. Por tanto, es posible compensar los errores de ortogonalidad de los ejes x, y.

Los errores de posicionamiento y de dirección de desplazamiento así medidos se compensan, por ejemplo, mediante los ejes de este portaherramientas, con el fin de obtener en el mecanizado un posicionamiento y una orientación relativos de los portaherramientas y del soporte de pieza que corresponden a los valores utilizados en la puesta a punto.

La figura 5 ilustra una vista en perspectiva y parcialmente en corte de las dos referencias de posicionamiento 1221 y 1231 unidas respectivamente al portaherramientas y al soporte de pieza y superpuestas cuando tiene lugar su montaje en uno de los módulos 110 o 210. Un dispositivo de control de posicionamiento 121 fijo y unido al marco del módulo 110, respectivamente 210, permite verificar el posicionamiento relativo correcto entre las dos dianas 1221, 1231, y compensar este posicionamiento en caso de error o de diferencia con respecto al posicionamiento utilizado en la máquina de puesta a punto. El dispositivo de control de posicionamiento 121 puede estar constituido por una cámara provista de un objetivo de tipo microscopio, o un sistema óptico capaz de capturar una imagen de las diferentes dianas ópticas 1221, 1231 superpuestas, con el fin de verificar su posicionamiento relativo. Un sistema informático de visión permite medir la distancia x, y, y el error dirección de desplazamiento theta entre las dianas 1221 y 1231, con el fin de aplicar una compensación correspondiente.

También es posible, aunque menos ventajoso, prever un dispositivo de control de posicionamiento, por ejemplo una cámara, solidaria con un portaherramientas o con el soporte de pieza. Esta solución impone, no obstante, un dispositivo de control por portaherramientas o por soporte.

De la misma manera, también es posible prever una diana unida al soporte de pieza sobre el contrahusillo 125, y una diana unida a uno o varios portaherramientas en contraoperación, con el fin de controlar el posicionamiento relativo de estos elementos y/o con respecto al portapiezas principal 123.

La figura 6 ilustra de manera esquemática la superposición de la diana 1231 asociada al soporte de pieza 123 (por ejemplo un cañón o un husillo) y de la o de las dianas 1221 asociadas a uno o varios portaherramientas 122. Como se puede observar, la diana 1231 asociada al soporte de pieza está montada de manera descentrada con respecto al cañón 123, siendo el eje de esta diana, sin embargo, paralelo al del cañón. De la misma manera, la diana 1221 montada sobre cada portaherramientas 122 se desvía mediante los soportes de diana 1222. El dispositivo de corrección de posición del portaherramientas comprende un motor 1224 provisto de un codificador 1225 que permite corregir la posición x^mde cada portaherramientas según el eje x, con el fin de desplazar el portaherramientas durante el mecanizado teniendo en cuenta eventuales errores de posicionamiento en x de las dianas 1221-1231. De la misma manera, un motor 1226 provisto de un codificador 1227 permite modificar la posición y^msegún el eje y de cada portaherramientas, con el fin de corregir eventuales errores de posicionamiento en y de las dianas 1221-1231. El elemento 1220 es un grupo de herramientas sobre el portaherramientas desplazable en x y en y, mientras que la punta de una de las herramientas montada sobre este portaherramientas se indica con la referencia 1228. Tal como se ha indicado, la posición de esta punta con respecto a una referencia del portaherramientas se puede medir y almacenar informáticamente. También se puede considerar una corrección de orientación en el plano x-y.

Las dianas 1221, 1231 pueden comprender, por ejemplo, unos motivos en cruz o en estrella, u otros motivos que faciliten la verificación de la alineación de las dianas superpuestas según los ejes lineales X e Y, así como la dirección theta de desplazamiento de la diana 1231 en un referencial vinculado al soporte de pieza. Estos motivos se pueden imprimir, por ejemplo, por fotolitografía sobre un sustrato de vidrio. Es posible imprimir también una identificación única de cada diana, por ejemplo un número de serie, un código de barras, un datagrama, etc., con el fin de identificar fácilmente cada diana y, por lo tanto, el portaherramientas, respectivamente el soporte de pieza asociado a esta diana y, por lo tanto, garantizar que una pieza particular se mecanice correctamente con el portaherramientas y el soporte de pieza asociado. La identificación única del portaherramientas también se puede utilizar para encontrar en la memoria informática del mando numérico 1211 los parámetros asociados a este portaherramientas, por ejemplo los valores de offset, de ceros, etc.

La figura 7 ilustra esquemáticamente un modo de realización de un sistema de verificación de posicionamiento. En este ejemplo, el dispositivo de control de posicionamiento comprende un objetivo de tipo microscopio 1213 y una cámara CCD 121 en un lado de las dianas 1221, 1231, y una iluminación 1212 en el otro lado de las dianas. La luz generada por la iluminación 1212 atraviesa las dianas superpuestas y alcanza la cámara CCD 121, que captura una imagen o una secuencia de imágenes aumentadas gracias al objetivo 1213. Un módulo de visión 1210, por ejemplo un programa informático, procesa las imágenes capturadas por la cámara CCD con el fin de verificar la alineación de las dianas. Los resultados proporcionados por este módulo se pueden transmitir al mando numérico 1211 que manda el módulo de puesta a punto, respectivamente el módulo de mecanizado, y utilizar para mandar los motores 1226, 1224 con el fin de desplazar el o los portaherramientas durante el mecanizado compensando el error observado. También se puede utilizar un mecanismo manual de corrección de posición, por ejemplo con la ayuda de tornillos micrométricos. En una variante, los errores de posición en el módulo de puesta a punto no se corrigen, o no se corrigen totalmente, sino que se almacenan en relación con las dianas en cuestión, con el fin de reproducir este error cuando tiene lugar la producción en el módulo de mecanizado.

La figura 8 ilustra esquemáticamente otro modo de realización de un sistema de verificación de posicionamiento. En este ejemplo, el dispositivo de control de posicionamiento comprende un objetivo de tipo microscopio 1214 con iluminación coaxial, y una cámara CCD 121 en el mismo lado con respecto a las dianas 1221, 1231. La luz generada por la iluminación es reflejada por las dianas superpuestas y alcanza la cámara CCD 121, que captura una imagen o una secuencia de imágenes aumentadas gracias al objetivo 1214. Como anteriormente, un módulo de visión 1210, por ejemplo un programa informático, procesa las imágenes capturadas por la cámara CCD con el fin de verificar el posicionamiento de las dianas y efectuar o memorizar una corrección a través del mando numérico 1211.

Se podrían imaginar otras referencias de posicionamiento para verificar el posicionamiento del o de los portaherramientas con respecto al soporte de pieza. A título de ejemplo no limitativo, se podrían utilizar con este fin unos sistemas capacitivos, inductivos, magnetorresistivos, o unos palpadores mecánicos.

Números de referencia empleados en las figuras

110 Módulo de mecanizado

112,212 Cubierta de protección

112a Pared lateral

112b Pared lateral

122c Pared superior

112d Pared inferior unida al marco

112e Pared trasera

112f Pared delantera

114 Recinto

120 Conjunto de mecanizado

121 Dispositivo de control de posicionamiento

1210 Módulo de visión

1211 Mando numérico

1212 Iluminación

1213 Objetivo de tipo microscopio

1214 Objetivo con iluminación coaxial

122 Portaherramientas amovible

1220 Grupo de herramientas

1221 Referencia de posicionamiento del portaherramientas, por ejemplo diana

1222 Soporte de diana

1223 Dispositivo de fijación del portaherramientas

1224 Dispositivo de corrección de posición en x del portaherramientas (motor)

1225 Codificador del motor 1224

1226 Dispositivo de corrección de posición en y del portaherramientas (motor)

1227 Codificador del motor 1226

1228 Punta de una de las herramientas

123 Soporte de pieza (cañón, mandril y/o pinza)

1231 Referencia de posicionamiento del soporte de pieza, por ejemplo diana

1232 Dispositivo de fijación de soporte de pieza

124 Husillo

125, 225 Contrahusillo

126 Base de soporte

127 Almacén de barras que se van a mecanizar

128, 228 Bandeja para virutas

129 Bandeja para aceite

130, 230 Carro móvil

132 Raíles de guiado

140, 240 Chimenea de evacuación de vapores

142, 242 Lámpara de señalización

210 Unidad de puesta a punto

260 Sensor o cámara

261 Pantallas

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de mecanizado de piezas que comprende un módulo de puesta a punto (210) y un módulo de mecanizado (110) para la producción de piezas, comprendiendo el módulo de puesta a punto (210):

* por lo menos un primer dispositivo de fijación (1223) de portaherramientas (122) para fijar por lo menos un portaherramientas (122) de manera amovible y por lo menos un primer dispositivo de fijación (1232) de soporte de pieza (123) para fijar un soporte de pieza (123) de manera amovible, comprendiendo dicho módulo de mecanizado (110)

* por lo menos un segundo dispositivo de fijación (1223) de portaherramientas (122) para fijar por lo menos un portaherramientas (122) de manera amovible y por lo menos un segundo dispositivo de fijación (1232) de soporte de pieza (123) para fijar un soporte de pieza (123) de manera amovible,

caracterizado por que

* dicho módulo de puesta a punto (210) comprende además un primer dispositivo de control de posicionamiento (121) para controlar el posicionamiento de dicho por lo menos un portaherramientas (122) con respecto a dicho soporte de pieza (123), y por que

* dicho módulo de mecanizado (110) comprende además un segundo dispositivo de control de posicionamiento (121) que permite verificar el posicionamiento de dicho por lo menos un portaherramientas (122) con respecto a dicho soporte de pieza (123),

de manera que el portaherramientas (122) y el soporte de pieza (123) puedan ser transferidos ambos después de la puesta a punto desde el módulo de puesta a punto hacia el módulo de mecanizado, permitiendo así el segundo dispositivo de control de posicionamiento (121) garantizar sobre el módulo de mecanizado (110) un posicionamiento entre dicho por lo menos un portaherramientas (122) y dicho soporte de pieza (123) idéntico al aplicado entre dicho por lo menos un portaherramientas (122) y dicho soporte de pieza (123) en la puesta a punto en el módulo de puesta a punto (210).

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que dicho primer dispositivo de control de posicionamiento (121) proporciona unos valores de referencia de la posición relativa entre el por lo menos un portaherramientas (122) con respecto a dicho soporte de pieza (123).

3. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 2, permitiendo dicho primer dispositivo de control de posicionamiento (121) y dicho segundo dispositivo de control de posicionamiento (121) verificar el posicionamiento del portaherramientas y del soporte de pieza por lo menos en un plano X-Y.

4. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 3, permitiendo el portaherramientas (122) fijar varias herramientas de manera amovible.

5. Sistema según la reivindicación 4, permitiendo el primer y el segundo dispositivo de fijación de portaherramientas (1223) fijar un portaherramientas (122) de manera amovible sobre un carro móvil (130, 230).

6. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 5, comprendiendo el módulo de puesta a punto (210) unos medios para medir y memorizar la distancia del portaherramientas (122) con respecto a una referencia vinculada al soporte de pieza (123).

7. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 6, comprendiendo el módulo de puesta a punto (210) unos medios para medir la dirección de desplazamiento del portaherramientas (122) en un referencial vinculado al soporte de pieza (123).

8. Sistema según la reivindicación 6, comprendiendo el módulo de mecanizado (110) unos medios para medir la distancia del portaherramientas (122) con respecto a una referencia vinculada al soporte de pieza (123) y para compensar una diferencia con respecto a dicha distancia de dicho portaherramientas (122) con respecto a dicha referencia vinculada al soporte de pieza (123), medida en el módulo de puesta a punto, con el fin de garantizar un posicionamiento relativo del portaherramientas (122) y del soporte de pieza (123) idéntico al aplicado en la puesta a punto sobre el módulo de puesta a punto.

9. Sistema según una de las reivindicaciones 7 a 8, comprendiendo el módulo de mecanizado (110) unos medios para medir la dirección de desplazamiento del portaherramientas (122) en un referencial vinculado al soporte de pieza (123) y para compensar una diferencia con respecto a la dirección medida en el módulo de puesta a punto.

10. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 9, comprendiendo además el módulo de mecanizado (110) unos dispositivos de corrección de posición aptos para compensar la posición relativa del portaherramientas (122) con respecto al soporte de pieza (123).

11. Sistema según la reivindicación 2 y la reivindicación 10, en el que dichos dispositivos de corrección del módulo de mecanizado (110) son aptos para permitir obtener un posicionamiento y una orientación relativos del portaherramientas (122) y del soporte de pieza (123) que corresponden a los valores de referencia del módulo de puesta a punto (210).

12. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 11, comprendiendo dicho módulo de puesta a punto (210) una cámara (260) o un sensor de alta resolución del cual está desprovisto el módulo de mecanizado (110), con el fin de poner a punto el mecanizado sobre dicho módulo de puesta a punto (210).

13. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende unos sensores (260) y/o unos sistemas de medición para ayudar a la puesta a punto.

14. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que dicho segundo dispositivo de control de posicionamiento (121) está dispuesto para permitir verificar que el posicionamiento relativo del soporte de pieza (123) y del portaherramientas (122) corresponde a un valor predefinido, y para modificarlo en el caso contrario.

15. Procedimiento de mecanizado de piezas con la ayuda de un módulo de mecanizado (110) para la producción de piezas y de un módulo de puesta a punto (210), que comprende: puesta a punto del procedimiento de mecanizado mediante dicho módulo de puesta a punto (210); transferencia de por lo menos un portaherramientas (122) desde el módulo de puesta a punto (210) hacia un módulo de mecanizado (110) destinado a la producción;

caracterizado por que comprende además las etapas siguientes:

transferencia de un soporte de pieza (123) desde el módulo de puesta a punto (210) hacia el módulo de mecanizado (110) destinado a la producción;

una etapa de verificación del posicionamiento relativo del soporte de pieza (123) y del o de los portaherramientas (122) en el módulo de puesta a punto (210) y en el módulo de mecanizado (110), con el fin de garantizar en el módulo de mecanizado (110) un posicionamiento entre dicho por lo menos un portaherramientas (122) y dicho soporte de pieza (123) idéntico al aplicado entre dicho por lo menos un portaherramientas (122) y dicho soporte de pieza (123) en la puesta a punto en el módulo de puesta a punto (210), y

mecanizado de piezas en dicho módulo de mecanizado (110) mediante dicho soporte de pieza (123) y de dicho portaherramientas (122).

16. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que dicha etapa de puesta a punto comprende la definición de valores de referencia de la posición relativa entre dicho por lo menos un portaherramientas (122) y dicho soporte de pieza (123).

17. Procedimiento según la reivindicación 15 o 16, en el que dicha etapa de transferencia hacia dicho módulo de mecanizado (110) comprende una corrección de la posición relativa del portaherramientas (122) con respecto al soporte de pieza (123).

18. Procedimiento según las reivindicaciones 16 y 17, en el que dicha corrección de posición permite obtener un posicionamiento y una orientación relativos del portaherramientas (122) y del soporte de pieza (123) que corresponden a los valores de referencia establecidos en el módulo de puesta a punto (210).