WO2013140005A1 - Máquina fresadora - Google Patents

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along
rotation
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José Antonio ESTANCONA ERCILLA
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GEPRO SYSTEMS SL
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Definitions

  • the present invention relates to a configuration and design of a milling machine with a work surface arranged in a vertical plane and a movable bridge, comprising a total of at least 3 heads, so that it provides a high production capacity, efficient machining , a saving of space in plant and an easy evacuation of waste.
  • milling machines that comprise a single fixed head are well known, with a working table arranged in a horizontal plane that moves, as milling machines that comprise a single head, in this case mobile, the table being of work arranged horizontally the one that remains fixed.
  • it is the worktable that moves it is not possible to pre-palletize the piece and therefore take full advantage of the machine's capacity.
  • Another drawback is that the load moved by the worktable is variable depending on the weight of the piece and if it is high, it negatively affects the dynamics in machining.
  • Milling machines with work tables arranged in a horizontal plane that comprise more than one head are also known, but the problem of such machines lies in the heavy structure that is necessary to provide the five-axis movement heads, which makes these machines inappropriate to produce complex geometry parts, such as aeronautics, with high speeds and accelerations to achieve high productivity.
  • the heads of said machines keep fixed the distance between them, not being possible the mechanized by panoplias, with the consequent waste of material and the increase of the cost in the production.
  • the present invention features a milling machine that has a large production capacity with more efficient five-axis machining. Particularly for pieces of complicated geometry obtaining very low contour errors, since at least three heads with independent mobility are understood, a robust and light mobile structure, while saving space in the plant and greatly facilitates the evacuation of waste due to the vertical arrangement of the machine.
  • the invention proposes a milling machine comprising a frame, which comprises a work surface arranged in a vertical plane, and a movable bridge in "C" shape.
  • the present invention further comprises at least three heads (7), each comprising a machining spindle (15), and five axes of movement, so that the movable bridge travels along the frame along a horizontal axis, each head , independently, moves on the mobile bridge along a vertical axis perpendicular to the horizontal axis, each head moves on the mobile bridge to approach or move away from the work surface along an axis of depth perpendicular to the horizontal axis and the vertical axis
  • each head independently, performs rotational movements along a first axis of rotation
  • each machining spindle independently, performs movements of rotation along a second axis of rotation.
  • a very important feature of the present invention is that each machining spindle travels independently according to at least three of the five axes, providing machining flexibility to a milling machine, lowering manufacturing costs by minimizing the material used thanks to the possibility of machining in panoplias and with the bench arranged in a vertical plane so that the space occupied on the floor is reduced.
  • Another feature of the present invention is that it comprises a rotary servomotor for moving the heads on the movable bridge along the depth axis, while each of the rest of the axes comprises at least one feed box, each feed box comprises at least one precision reducer, and each precision reducer comprises at least one rotary servo motor, the rotational movement being transmitted by each electronically controlled rotary servo motor.
  • the milling machine further comprises linear guides with roller recirculation, at least one skate on the movable bridge, at least one gear axis of the horizontal axis on the movable bridge, and at least one horizontal rail on the frame, each horizontal rail comprising in turn at least one rack, such that the movable bridge moves along the frame along the horizontal axis.
  • the milling machine can comprise at least two vertical axis gear shafts, at least one vertical rail which in turn comprises a rack, and a locking and unlocking system.
  • This locking and unlocking system in turn comprises an interlocking system with toothing, at least two hydraulic cylinders, and at least two axes, such that each head moves on the movable bridge along the vertical axis.
  • the present invention may also comprise at least one grooving depth for each head, at least one depth rail for each head, a first pulley and a second pulley, in addition to a mechanical transmission means, such that each head moves in the mobile bridge along the depth axis.
  • a feature of the present invention is that it comprises at least one gear for each head, and a toothed crown for each head, such that each head rotates independently according to the first axis of rotation, in addition to being able to comprise at least one pinion for each machining spindle, and a zipper of the second axis of rotation, such that each machining spindle rotates independently according to the second axis of rotation.
  • the milling machine object of the present invention can comprise a felt pinion as a lubricant applicator element, a handling cell movable in three directions perpendicular to each other, and at least one vacuum table arranged parallel to the work surface for clamping by depression of the pieces to mechanise.
  • Another feature of the present invention is that it comprises protections selected from fixed protections, movable protections, folding protections, roller protections and combination of the foregoing. At least one of the protections selected from fixed, mobile, folding, roller and combination of the above, serves as a vertical channeling of waste from the machining process.
  • Figure 1 shows an elevation view of a milling machine object of the invention.
  • Figure 2 shows a perspective view of the milling machine object of the invention partially inserted in a civil work.
  • Figure 3 shows a perspective view of a mobile bridge comprised by the milling machine object of the invention.
  • Figure 4 shows another perspective view of the mobile bridge comprised by the milling machine object of the invention.
  • Figure 5 shows a perspective view of a set of mobile elements of the mobile bridge.
  • Figure 6 shows another perspective view of the set of mobile elements of the mobile bridge.
  • Figure 7 shows in detail some heads of the milling machine object of the invention.
  • Figure 8 shows another perspective view of a main structure of the movable bridge together with a reinforcing element.
  • Figure 9 shows a perspective view of the mobile bridge reinforcement element.
  • A First axis of rotation
  • Feed box of the second axis of rotation B 14.1 Toothed crown of the first axis of rotation
  • the present invention comprises a milling machine that can be of dimensions with which the arrangement of a work surface (2.1) of a frame (2) ) in a vertical plane is of great importance.
  • the machine is inserted into a civil work (1) of reinforced concrete, given the essential requirement of being fully supported, not only due to the weight of the machine itself, but also due to the inertia forces generated by a bridge mobile (3) that moves along the frame (2).
  • a second milling machine object of the invention can be mounted on the opposite side of said civil work (1), parallel to the first , taking even more advantage of the floor space compared to a horizontal layout of the work surface (2.1).
  • the invention preferably comprises a manipulation cell (4) that allows tracking of the different machining operations, as well as a clear visualization of parts (5) to be machined that previously need to be positioned, centered and tied. From the manipulation cell (4) the manipulation of a crane (4.2) in charge of lifting and moving the parts (5) to be machined is carried out, for which the possibility of a cabin (4.1) comprised by the manipulation cell (4), to move in three directions perpendicular to each other.
  • FIG 1 there is also an evacuation tank (24) below ground level, so that on the evacuation tank (24) is the work surface (2.1) and the part of the mobile bridge (3) with which the machining is carried out.
  • Figure 2 shows how said evacuation tank (24) comprises a grid (24 ') on the floor that extends along the entire length of the mobile bridge (3) along the work surface (2.1). The purpose of the grid (24 ') is to filter large debris, while providing the possibility of stepping on the area near the work surface (2.1) without risk of falling into the evacuation tank (24 ).
  • FIG 2 in addition to helping to define the disposal of the evacuation tank (24) shown in Figure 1, shows the frame (2), which comprises the work surface (2.1) on which it is located, of Preferably, a vacuum table (2.2) for fastening the pieces (5) to be machined. It is in this figure 2 where you can see more clearly how the frame (2) is partially inserted in the civil work (1) for its total immobilization.
  • the mobile bridge (3) in the form of "C” is also appreciated, which is described in depth below.
  • the vacuum table (2.2) which is fixed on the work surface (2.1) by means of special screws to support large loads, is where the pieces (5) to be machined are tied.
  • This vacuum table (2.2) is preferably made of aluminum alloy, mainly due to the combination of stiffness and lightness it provides.
  • said vacuum table (2.2) has on its surface transverse and longitudinal grooves forming a series of grids, not shown in detail in the figures, for the placement of O-ring joints as a delimitation of the vacuum area.
  • holes are provided through which the vacuum flow is introduced in the area defined by the joints.
  • Figures 2 and 3 show a horizontal axis (X) that indicates the direction of travel of the movable bridge (3) along the work surface (2.1), a vertical axis (Y) that indicates the direction of travel, in this case, of some heads (7) such as an upper head (7.1), a central head (7.2) and a lower head (7.3), in the movable bridge (3), and a depth axis (Z) that marks the displacements carried out by the heads (7) on the mobile bridge (3) to approach or move away from the parts (5) to be machined once fixed on the vacuum tables (2.2).
  • X horizontal axis
  • Y vertical axis
  • Z depth axis
  • a first axis of rotation (A) and a second axis of rotation (B), indicated in figures 6 and 7 respectively, are perpendicular to each other and are contemplated in the same plane, providing a greater degree of flexibility in machining by allowing the different heads to move independently of each other, according to both the first axis of rotation (A), and the second axis of rotation (B).
  • Figures 3 and 4 are perspective views of the mobile bridge (3) with all its components, while Figures 5, 6 and 7 show the main components of the mobile bridge (3) such as the heads (7) and the different elements for the operation and displacement of the three heads (7).
  • Figure 8 illustrates the main structure (3.1) that supports the aforementioned main components of the mobile bridge (3), as well as a reinforcing element (3.2) comprising the mobile bridge (3), which is shown in detail in the figure 9.
  • the design of the mobile bridge (3) is key because it supports stress due to gravity and inertial forces acting simultaneously, avoiding any type of deformation that affects the precision of the machine.
  • a mobile bridge (3) has been provided as light as possible, not only for the materials used in the components comprising the mobile bridge (3), but also through a strict process of calculations, modifications, optimizations and revisions, the amount of material used has been reduced as much as possible.
  • the material of the components comprising the movable bridge (3) to provide a high resistance with a reduced weight is an aluminum alloy AA7075-T6, which provides a resistance greater than 500 MPa, and to which it has been applied a hard anodizing process in order to increase fatigue behavior.
  • This aluminum has been used mainly for components of the heads (7), of carriages (8), of carriage holders (9) and of a beam-column (10), which are described below.
  • protections (6) Another novel aspect of the invention is the design of protections (6), figures 3 and 4, which mainly protect the chip milling machine and taladrina during the machining process.
  • the protections (6) also fulfill the function of vertically channeling the waste generated in the machining of the pieces (5) to the evacuation tank (24) that extends longitudinally along the horizontal axis (X) so that it covers the entire travel of the mobile bridge (3).
  • the design of the protections (6) is mainly due to the limitations of space that exists for its location, the interpolated movements according to the five axes (X, Y, Z, A, B) and the separation of the heads (7) between if during machining, without forgetting the essential requirement to reduce the value of the moving mass.
  • the waste is grouped in a small and concrete area of the floor of the facilities where the milling machine object of the invention is located, instead of the waste going to stop on any of the four sides that has a machine with the work surface arranged horizontally.
  • the waste is prevented from being distributed on the part itself (5) to be machined, affecting the finish in the mechanization of said part.
  • the personnel in the vicinity of the milling machine is protected from dangerous projections of waste such as shavings.
  • the invention preferably comprises a set of fixed protections (6.1), a mobile protection (6.2), a collapsible protection (6.3) and a set of rolling protections (6.4).
  • a set of fixed protections 6.1
  • a mobile protection 6.2
  • a collapsible protection 6.3
  • a set of rolling protections 6.4
  • the fixed protections (6.1) comprise a set of sheets and belts formed of aluminum
  • the mobile protection (6.2) comprises a composite panel with a pneumatic cylinder drive for linear movements
  • the folding protection (6.3) comprises an aluminum and rubber panel with an actuation by means of pneumatic cylinders for its folding movement.
  • the rolling protections (6.4), meanwhile, comprise a set of rubber sweepers and a set of winders with stainless steel case and band, in addition to a spring only for winding, since it is unwound by the displacement of the heads (7) on the mobile bridge (3) covering the space that is created.
  • the milling machine of the invention comprises a conventional greasing system adapted to the reduced space existing in the milling machine because of the compactness with which various studies and analyzes have allowed its design and construction.
  • Grease blocks depending on the time, quantity and number of points to be greased, distributed, in a visible and accessible way, along the bridge, so that they can lubricate all the drives related to the movements in the five axes (X, Y, Z, A and B).
  • a felt pinion (18), appreciable in figure 4 has been selected as an element included for the application of grease fluid, that is, lubricant.
  • Said felt pinion (18) preferably, contributes to a smoother and more uniform movement along the five axes (X, Y, Z, A, B), while taking care of the state of the main mechanical elements that they take part to make the displacement of the different elements of the invention.
  • These drives related to the movements in the five axes (X, Y, Z, A, B) are rotary and non-linear, since the linear motors do not have enough force to provide high accelerations.
  • Linear motors have implantation problems because during the movement of these drives a lot of heat is generated that needs to be cooled with an adequate cooling system, which increases the cost of both installation and maintenance. Therefore the use of rotary drives provides a reduction of space, a reduction of costs and an optimum performance to reach the high accelerations to which the machine of the invention will be subjected during its operation.
  • the milling machine object of the present invention comprises linear guides with recirculation of rollers, since they are especially suitable for large load movements and with high precision requirements.
  • skates (17) that are located in the columns (3.3), being able to appreciate those of one of the columns (3.3), in Figure 4, and horizontal rails (16.1) that are located in the frame (2) next to horizontal zippers (26.1), being able to appreciate the upper horizontal rail (16.1) and the upper horizontal rack (26.1) in Figure 2.
  • the present invention further comprises four feed boxes (13.1) of the horizontal axis (X), each of these first boxes comprising a precision reducer.
  • two feed boxes (13.1) of the horizontal axis (X) are available in each column (3.3), as shown in figure 4.
  • Each of the feed boxes (13.1) of the horizontal axis (X) is driven by a rotary servo motor that transmits a turning movement to a gear shaft (20) of the horizontal axis (X) that attacks the horizontal zippers (26.1).
  • the protection of this horizontal rack (26.1) and the aforementioned linear guides is carried out by means of roller guards (6.4).
  • the milling machine comprises at least one system that allows electronically controlling the rotation of the rotary servomotors of each feed box (13.1) of the horizontal axis (X). Said system also makes it possible to operate and regulate the greasing system which, by means of a motor pump, sends the greasing fluid, that is, the lubricant, in a cyclic manner and controlling the frequency and the quantity of lubricant, to the felt pinion (18) that attacks to the horizontal zippers (26.1) involved in the movement of the movable bridge (3) through the frame (2).
  • the felt pinion (18) is preferably arranged between the two gear shafts (20) of the horizontal axis (X) of each column (3.3) of the movable bridge (3) that attack the said horizontal rack (26.1 ).
  • stops (2.3) have been included at both ends of the route, which ensures that the mobile bridge (3) does not go out of its way.
  • said stops (2.3) comprise a damping means, such as a spring, a material that absorbs impacts or a combination of both.
  • the present invention comprises two feed boxes (13.2) of the vertical axis (Y), which comprise a precision reducer each.
  • a precision reducer is mounted on the upper carriage (9.1) and another on the lower carriage (9.3), each of which is driven by a rotary servomotor.
  • the machine object of the invention allows electronically controlling the rotation of the rotary servomotors of each feedbox (13.2) of the vertical axis (13.2).
  • Y as well as actuate and regulate the greasing system that by means of the motor pump sends the lubricant to the felt pinion (18) that attacks the vertical rack (26.2) that intervenes in the movement of the carriage holders (9) by the mobile bridge (3).
  • This mentioned vertical rack (26.2) and its corresponding guides are protected, as in the case of those that contribute to the movement of the movable bridge (3) through the frame (2), by rolling protections (6.4), figure 4.
  • the milling machine comprises a locking and unlocking system, that is, an interlock system with HIRTH type teeth.
  • This locking and unlocking system comprises two hydraulic cylinders (12), see Figure 5, for actuation, one in the upper carriage holder (9.1) and the other in the lower carriage holder (9.3).
  • the locking and unlocking system comprises an axis.
  • the setting of the position of the central carriage (8.2) and the subsequent displacement of the upper carriages (8.1) and lower carriage (8.3) with respect to the central carriage (8.2) is done before starting to machine, and when said carriages (8.1, 8.2 , 8.3) are in the preset position for machining, the interlocking system is activated so that the carriages (8.1, 8.2, 8.3) do not separate from each other until the machining is finished.
  • the three car-holders (9), figure 6, can have in their rear part, in addition to the axles (11), some skates, which have not been included in the figures, by means of which contributes to the sliding of the three carriage holders (9) on the movable bridge (3).
  • the three carriage holders (9) have depth grooves (22.2), as guides, and skates (17), not shown in the figures, required for the displacement of three cars (8) in the Z direction that will be described below.
  • the three cars (8), an upper car (8.1), a central car (8.2) and a lower car (8.3), are joined by the beam-column (10).
  • the heads (7) of the machine object of the invention are fixed to these three carriages (8), and the three carriages (8) are in turn subject to the beam-column (10).
  • Said three cars (8) are also subject to the three car carriers (9), the upper carriage (8.1) to the upper carriage (9.1), the central carriage (8.2) to the central carriage (9.2), and the lower carriage (8.3) to the lower carriage carrier (9.3).
  • the central carriage (8.2) is fixed and immobilized with respect to the beam-column (10) in the directions (Y) and (Z), while the upper carriage (8.1) and The lower carriage (8.3) is connected to the column beam (10) by a vertical groove (22.1) parallel to the aforementioned axes (11).
  • each of the upper (8.1) and lower (8.3) carriages is introduced, so that these carriages (8.1, 8.3) can be moved along the beam-column (10) for displacement along the vertical axis (Y) to carry out the machining in panoplias, dragging in turn their corresponding upper (9.1) and lower (9.3) carriage holders, in addition to the displacement according to this vertical axis (Y) that the formed assembly performs by the heads (7), the three cars (8), the three carriages (9) and the beam-column (10).
  • the three carriages (8) comprise depth rails (16.3) coinciding with the depth grooves
  • the milling machine object of the invention comprises a rotary servo motor (13.3) of the depth axis (Z), which drives a drive shaft (27.1) comprising a first pulley ( 25.1).
  • the elements for this displacement in addition to the rotary servomotor (13.3) of the depth axis (Z) and of the first pulley (25.1), is a second pulley (25.2) located at one end of a feed spindle (27.2), clearly shown in figure 6, and a belt, as a means of mechanical transmission, not shown in the figures. This belt joins both pulleys (25.1, 25.2), so that the turning movement from the servomotor
  • the first axis of rotation (A), appreciable in Figure 6, is the axis on which each of the three heads (7) rotates independently of each other, the pivot and grip points being arranged on the carriages (8 ).
  • the present invention comprises a feed box (13.4) of the first axis of rotation (A) for each head (7), each of these feed boxes (13.4) comprising a precision reducer driven by a Rotary servomotor that transmits an electronically controlled turning movement, to a pinion of the first axis of rotation (A) not shown in the figures, which attacks a toothed crown (14.1) of the first axis of rotation (A).
  • the greasing system For the turns of the head (7) along the first axis of rotation (A), the greasing system provides adequate amounts of lubricant, with the appropriate frequency so that the mechanical transmission elements do not suffer unwanted friction, while favor smooth and uniform turning movements.
  • the second axis of rotation (B), shown in Figure 7, is the axis along which a machining spindle (15) rotates placed inside each of the heads with independent mobility.
  • the fact that each machining spindle (15) rotates independently according to the second axis of rotation (B) increases the versatility of the machine being able to machine with one more degree of freedom.
  • the present invention comprises a feed box (13.5) of the second axis of rotation (B), for each head (7), each of which in turn comprises a precision reducer driven by a rotary servo motor.
  • the precision reducer of each advance box (13.5) of the second axis of rotation (B) transmits a turn, in this case, to a pinion (23) of the second axis of rotation (B), figure 7, which meshes with a rack (14.2) of the second axis of rotation (B) disposed in the electro spindle (15) of each head (7).
  • the control, of at least these displacements, is carried out by means of an impulse sensor comprising each of the servo motors.

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Description

MÁQUINA FRESADORA
DESCRIPCIÓN
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a una configuración y diseño de una máquina fresadora con una superficie de trabajo dispuesta en un plano vertical y un puente móvil, comprendiendo en total al menos 3 cabezales, de forma que proporciona una alta capacidad de producción, un mecanizado eficiente, un ahorro de espacio en planta y una fácil evacuación de desechos.
Antecedentes de la invención y problema técnico que se resuelve
En la actualidad son de sobra conocidas tanto las máquinas fresadoras que comprenden un único cabezal fijo, siendo una mesa de trabajo dispuesta en un plano horizontal la que se desplaza, como máquinas fresadoras que comprenden un único cabezal, en este caso móvil, siendo la mesa de trabajo dispuesta horizontalmente la que se mantiene fija. En ambos casos existe una limitada capacidad de mecanizado puesto que para piezas de grandes dimensiones un sólo cabezal requiere un extenso periodo de mecanizado. En el caso en el que es la mesa de trabajo la que se desplaza, no se puede realizar una paletización previa de la pieza y por lo tanto aprovechar al máximo la capacidad de la máquina. Otro inconveniente, es que la carga movida por la mesa de trabajo es variable en función del peso de la pieza y si el mismo es alto, afecta negativamente a la dinámica en el mecanizado .
También se conocen máquinas fresadoras con mesas de trabajo dispuestas en un plano horizontal que comprenden más de un cabezal, pero el problema de dichas máquinas, radica en la pesada estructura que es necesaria para poder dotar a los cabezales del movimiento en cinco ejes, lo que hace a dichas máquinas inapropiadas para producir piezas de geometrías complejas, como son las aeronáuticas, con elevadas velocidades y aceleraciones para conseguir una alta productividad. Por otro lado, los cabezales de dichas máquinas mantienen fija la distancia entre ellos, no siendo posible el mecanizado por panoplias, con el consiguiente desperdicio de material y el incremento del coste en la producción .
Estas configuraciones conllevan por lo tanto, un elevado número de movimientos improductivos, aportando un indeseado aumento del tiempo de fabricación y un ineficiente aprovechamiento de la materia prima. Estas circunstancias se traducen en un encarecimiento del proceso de mecanizado, y por lo tanto en un encarecimiento del producto final.
Por otra parte están las desventajas que aporta la disposición horizontal de la superficie de trabajo. Una de ellas es el elevado espacio ocupado que conlleva, y otra la dificultosa evacuación de desechos ligados al proceso de mecanizado. El hecho de reducir el espacio en planta ocupado puede conllevar no necesitar ampliar las instalaciones de la fábrica para poder albergar toda la maquinaria, así como una mayor facilidad y eficiencia en los desplazamientos de todos los recursos propios de una fábrica. Por otro lado, mecanizar las piezas en una superficie horizontal hace que la evacuación de los desechos sea realmente dificultosa, acarreando un consumo de recursos adicional, es decir, un encarecimiento del proceso de mecanizado.
Hoy en día el mercado exige un alto grado de flexibilidad y eficiencia, siendo de gran importancia el aprovechamiento de todos y cada uno de los recursos. Por este motivo la presente invención presenta una máquina fresadora que posee una gran capacidad de producción con un mecanizado más eficiente en cinco ejes. Particularmente para piezas de complicada geometría obteniendo muy bajos errores de contorneado, dado que se comprenden al menos tres cabezales con movilidad independiente entre sí, una estructura móvil robusta y ligera, a la vez que se ahorra espacio en planta y se facilita en gran medida la evacuación de desechos debido a la disposición vertical de la máquina.
Descripción de la invención Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone una máquina fresadora que comprende un bastidor, el cual comprende una superficie de trabajo dispuesta en un plano vertical, y un puente móvil en forma de "C".
La presente invención además comprende al menos tres cabezales (7), comprendiendo cada uno de ellos un husillo de mecanizado (15), y cinco ejes de movimiento, de manera que el puente móvil se desplaza por el bastidor según un eje horizontal, cada cabezal, de forma independiente, se desplaza en el puente móvil según un eje vertical perpendicular al eje horizontal, cada cabezal se desplaza en el puente móvil para acercarse o alejarse de la superficie de trabajo según un eje de profundidad perpendicular al eje horizontal y al eje vertical, además cada cabezal, de forma independiente, realiza movimientos de giro según un primer eje de giro, y cada husillo de mecanizado, de forma independiente, realiza movimientos de giro según un segundo eje de giro.
Una característica muy importante de la presente invención es que cada husillo de mecanizado se desplaza de forma independiente según al menos tres de los cinco ejes, aportando flexibilidad de mecanizado a una fresadora, bajando los costos de fabricación por minimizar el material empleado gracias a la posibilidad de mecanizado en panoplias y con la bancada dispuesta en un plano vertical de forma que se reduce el espacio ocupado en planta.
Otra característica de la presente invención es que comprende un servomotor rotativo para el desplazamiento de los cabezales en el puente móvil según el eje de profundidad, mientras que cada uno del resto de los ejes comprende al menos una caja de avance, cada caja de avance comprende al menos un reductor de precisión, y cada reductor de precisión comprende al menos un servomotor rotativo, estando el movimiento de giro que transmite cada servomotor rotativo controlado electrónicamente.
La máquina fresadora comprende además unas guías lineales con recirculación de rodillos, al menos un patín en el puente móvil, al menos un eje de engrane del eje horizontal en el puente móvil, y al menos un raíl horizontal en el bastidor, comprendiendo cada raíl horizontal a su vez al menos una cremallera, tal que el puente móvil se desplaza por el bastidor según el eje horizontal.
La máquina fresadora puede comprender al menos dos ejes de engrane del eje vertical, al menos un raíl vertical que comprende a su vez una cremallera, y un sistema de bloqueo y desbloqueo. Este sistema de bloqueo y desbloqueo comprende a su vez un sistema de enclavamiento con dentado, al menos dos cilindros hidráulicos, y al menos dos ejes, tal que cada cabezal se desplaza en el puente móvil según el eje vertical.
La presente invención también puede comprender al menos un ranurado de profundidad por cada cabezal, al menos un raíl de profundidad por cada cabezal, una primera polea y una segunda polea, además de un medio de transmisión mecánica, tal que cada cabezal se desplaza en el puente móvil según el eje de profundidad. Una característica de la presente invención es que comprende al menos un engrane por cada cabezal, y una corona dentada por cada cabezal, tal que cada cabezal gira de forma independiente según el primer eje de giro, además de poder comprender al menos un piñón por cada husillo de mecanizado, y una cremallera del segundo eje de giro, tal que cada husillo de mecanizado gira de forma independiente según el segundo eje de giro. La máquina fresadora objeto de la presente invención puede comprender un piñón de fieltro como elemento aplicador de lubricante, una célula de manipulación desplazable en tres direcciones perpendiculares entre sí, y al menos una mesa de vacío dispuesta paralelamente sobre la superficie de trabajo para la sujeción por depresión de las piezas a mecanizar .
Otra característica de la presente invención es que comprende unas protecciones seleccionadas entre protecciones fijas, protecciones móviles, protecciones abatibles, protecciones enrollables y combinación de las anteriores. Al menos una de las protecciones seleccionada entre fijas, móviles, abatibles, enrollables y combinación de las anteriores, sirve de canalización vertical de desechos del proceso de mecanizado.
Descripción de los dibujos
La invención se complementa, para una fácil comprensión de la descripción que se está realizando, con un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1 muestra una vista en alzado de una máquina fresadora objeto de la invención. La figura 2 muestra una vista en perspectiva de la máquina fresadora objeto de la invención parcialmente insertada en una obra civil. - La figura 3 muestra una vista en perspectiva de un puente móvil comprendido por la máquina fresadora objeto de la invención.
La figura 4 muestra otra vista en perspectiva del puente móvil comprendido por la máquina fresadora objeto de la invención.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva de un conjunto de elementos móviles del puente móvil.
La figura 6 muestra otra vista en perspectiva del conjunto de elementos móviles del puente móvil.
La figura 7 muestra en detalle unos cabezales de la máquina fresadora objeto de la invención.
La figura 8 muestra otra vista en perspectiva de una estructura principal del puente móvil junto con un elemento de refuerzo.
La figura 9 muestra una vista en perspectiva del elemento de refuerzo puente móvil.
A continuación se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras que integran la invención :
X = Eje horizontal
Y = Eje vertical
Z = Eje de profundidad
A = Primer eje de giro
B = Segundo eje de giro
1 = Obra civil 2 = Bastidor
2.1 = Superficie de trabajo
2.2 = Mesa de vacio
2.3 = Tope
3 = Puente móvil
3.1 = Estructura principal
3.2 = Elemento de refuerzo
3.3 = Columna
4 = Célula de manipulación
4.1 = Cabina
4.2 = Grúa
5 = Pieza
6 = Protecciones
6.1 = Protección fija
6.2 = Protección móvil
6.3 = Protección abatible
6.4 = Protección enrollable
7 = Cabezales
7.1 = Cabezal superior
7.2 = Cabezal central
7.3 = Cabezal inferior
8 = Carros
8.1 = Carro superior
8.2 = Carro central
8.3 = Carro inferior
9 = Porta-carros
9.1 = Porta-carro superior
9.2 = Porta-carro central
9.3 = Porta-carro inferior
10 = Viga-columna
11 = Eje
12 = Cilindro hidráulico
13 = Cajas de avance
13.1 = Caja de avance del eje horizontal X
13.2 = Caja de avance del eje vertical Y
13.3 = Servomotor rotativo del eje de profundidad Z
13.4 = Caja de avance del primer eje de giro A
13.5 = Caja de avance del segundo eje de giro B 14.1 = Corona dentada del primer eje de giro
14.2 = Cremallera del segundo eje de giro B
15 = Husillo de mecanizado
16.1 = Rail horizontal
16.2 = Rail vertical
16.3 = Rail de profundidad
17 = Patines
18 = Piñón de fieltro
19 = Perforaciones
20 = Eje de engrane del eje horizontal (X)
21 = Eje de engrane del eje vertical (Y)
22.1 = Ranurado vertical
22.2 = Ranurado de profundidad
23 = Piñón del segundo eje de giro B
24 = Depósito de evacuación
24'= Rejilla
25.1 = Primera polea
25.2= Segunda polea
26.1= Cremallera horizontal
26.2= Cremallera vertical
27.1= Eje de accionamiento
27.2= Husillo de avance
Descripción detallada de la realización preferente de la invención
Como ya se ha indicado, y tal y como puede apreciarse en la figura 1, la presente invención comprende una máquina fresadora que puede llegar a ser de unas dimensiones con las que la disposición de una superficie de trabajo (2.1) de un bastidor (2) en un plano vertical resulta de gran importancia .
De forma preferente, la máquina se inserta en una obra civil (1) de hormigón armado, dado el imprescindible requerimiento de estar plenamente sustentada, no solo debido al propio peso de la máquina, sino también debido a las fuerzas de inercia generadas por un puente móvil (3) que se desplaza por el bastidor (2) . Además, a la vez que se ha dispuesto la máquina fresadora en una cara de la obra civil (1), se puede montar una segunda máquina fresadora objeto de la invención en la cara opuesta de dicha obra civil (1), paralelamente a la primera, sacando aún más partido al espacio en planta en comparación con una disposición horizontal de la superficie de trabajo (2.1) .
Dadas las grandes dimensiones que puede llegar a alcanzar la máquina fresadora y la disposición vertical de la superficie de trabajo (2.1), la invención preferentemente comprende una célula de manipulación (4) que permite realizar un seguimiento de las diferentes operaciones de mecanizado, asi como una clara visualización de piezas (5) a mecanizar que previamente requieren ser posicionadas , centradas y amarradas. Desde la célula de manipulación (4) se realiza la manipulación de una grúa (4.2) encargada de elevar y trasladar las piezas (5) a mecanizar, para lo cual resulta de gran importancia la posibilidad que tiene una cabina (4.1) comprendida por la célula de manipulación (4), de desplazarse en tres direcciones perpendiculares entre si .
En esta figura 1 también se aprecia un depósito de evacuación (24) por debajo del nivel del suelo, de forma que sobre el depósito de evacuación (24) se encuentra la superficie de trabajo (2.1) y la parte del puente móvil (3) con la que se lleva a cabo el mecanizado. La figura 2 muestra como dicho depósito de evacuación (24) comprende una rejilla (24') en el suelo que se extiende a lo largo de todo el recorrido del puente móvil (3) por la superficie de trabajo (2.1) . La finalidad de la rejilla (24') es la de filtrar desechos de grandes dimensiones, a la vez que se proporciona la posibilidad de pisar sobre la zona próxima a la superficie de trabajo (2.1) sin riesgo de caída al depósito de evacuación (24) . La figura 2, además de ayudar a definir la disposición del depósito de evacuación (24) que se aprecia en la figura 1, muestra el bastidor (2), el cual comprende la superficie de trabajo (2.1) sobre la que se sitúa, de forma preferente, una mesa de vacio (2.2) para la sujeción de las piezas (5) a mecanizar. Es en esta figura 2 donde se aprecia con mayor claridad cómo el bastidor (2) se encuentra parcialmente insertado en la obra civil (1) para su total inmovilización. Igualmente se aprecia el puente móvil (3) en forma de "C", el cual se describe en profundidad más adelante .
En la mesa de vacio (2.2), la cual se fija sobre la superficie de trabajo (2.1) mediante tornilleria especial para soportar grandes cargas, es donde se amarran las piezas (5) a mecanizar. Esta mesa de vacio (2.2) está preferentemente fabricada en aleación aluminio, principalmente por la combinación de rigidez y ligereza que aporta. Por otro lado, dicha mesa de vacio (2.2) dispone en su superficie unas ranuras transversales y longitudinales formando una serie de cuadriculas, no mostradas en detalle en las figuras, para la colocación de juntas de sección tórica como delimitación de la zona de vacio. Por otra parte, en la intersección de las mencionadas ranuras transversales y longitudinales, y a distancias definidas, se disponen unos orificios por los que se introduce el caudal de vacio en la zona delimitada por las juntas. Aquellos orificios que no se utilizan durante un proceso de mecanización se taponan por medio de unos pitones roscados que disponen de unas juntas tóricas para evitar fugas, permitiendo adecuarse a diferentes tamaños de piezas (5) a mecanizar de forma eficiente. Dado que preferentemente la inmovilidad de la pieza (5) durante el mecanizado de la misma es por vacio, la depresión de la succión debe vencer el esfuerzo creado por la gravedad, evitando asi cualquier movimiento de la pieza (5) después de la calibración del posicionamiento de ésta. Adicionalmente se pueden emplear cualquier tipo de agarraderas para asegurar la sujeción de las piezas (5) siempre y cuando no impidan el paso del puente móvil (3) sobre la mesa de vacio (2.2) en la que este colocada la pieza (5) a mecanizar.
En las figuras 2 y 3 se aprecia un eje horizontal (X) que indica la dirección de desplazamiento del puente móvil (3) por la superficie de trabajo (2.1), un eje vertical (Y) que indica la dirección de desplazamiento, en este caso, de unos cabezales (7) como son un cabezal superior (7.1), un cabezal central (7.2) y un cabezal inferior (7.3), en el puente móvil (3), y un eje de profundidad (Z) que marca los desplazamientos que llevan a cabo los cabezales (7) en el puente móvil (3) para acercarse o alejarse de las piezas (5) a mecanizar una vez fijadas en las mesas de vacio (2.2) . Por otra parte, un primer eje de giro (A) y un segundo eje de giro (B) , indicados en las figuras 6 y 7 respectivamente, son perpendiculares entre si y están contemplados en un mismo plano, aportando un mayor grado de flexibilidad en el mecanizado al permitir a los diferentes cabezales moverse de un modo independiente entre si, según tanto el primer eje de giro (A), como el segundo eje de giro (B) .
Las figuras 3 y 4 son vistas en perspectiva del puente móvil (3) con todos sus componentes, mientras que las figuras 5, 6 y 7 muestran los componentes principales del puente móvil (3) como los cabezales (7) y los diferentes elementos para el accionamiento y desplazamiento de los tres cabezales (7) . La figura 8 ilustra la estructura principal (3.1) que sustenta los mencionados componentes principales del puente móvil (3), asi como un elemento de refuerzo (3.2) que comprende el puente móvil (3), el cual se muestra en detalle en la figura 9. El diseño del puente móvil (3) es clave debido a que soporta esfuerzos debidos a la gravedad y las fuerzas de inercia actuando simultáneamente, evitando cualquier tipo de deformación que afecte a la precisión de la máquina. Sin renunciar a la rigidez se ha proporcionado un puente móvil (3) lo más ligero posible, no solo por los materiales empleados en los componentes que comprende el puente móvil (3), sino que también mediante una estricto proceso de cálculos, modificaciones, optimizaciones y revisiones, se ha reducido en la medida de lo posible la cantidad de material empleado.
El material de los componentes que comprende el puente móvil (3) para aportar una elevada resistencia con un reducido peso es un aluminio de aleación AA7075-T6, el cual aporta una resistencia superior a los 500 MPa, y al que se le ha aplicado un proceso de anodizado duro con el fin de incrementar el comportamiento a fatiga. Éste aluminio se ha utilizado principalmente para componentes de los cabezales (7), de unos carros (8), de unos porta-carros (9) y de una viga-columna (10), los cuales se describen más adelante.
Para esta aligeración se han realizado diversas perforaciones (19) en todas las zonas en las que las tensiones mecánicas de cada elemento lo permiten, siendo algunas de las perforaciones (19) apreciables en las figuras 2 y 3. Los mencionados estudios también han servido para optimizar el espesor y la colocación de unos refuerzos en la estructura principal (3.1) del puente móvil (3), tanto en el tramo de mayor longitud, como en los dos tramos de menor longitud que son perpendiculares al de mayor longitud y que se han denominado columnas (3.3) . Los refuerzos se han introducido principalmente en forma de nervios, incluso el elemento de refuerzo (3.2) que cubre longitudinalmente uno de los laterales de la estructura principal (3.1) del puente móvil (3) tiene nervios distribuidos a fin de reducir su peso, no limitándose a una viga que únicamente aporte rigidez. Otro aspecto novedoso de la invención es el diseño de unas protecciones (6), figuras 3 y 4, las cuales principalmente protegen la máquina fresadora de virutas y taladrina durante el proceso de mecanizado. Las protecciones (6) también cumplen la función de canalizar verticalmente los desechos generados en el mecanizado de las piezas (5) hasta el depósito de evacuación (24) que se extiende longitudinalmente según el eje horizontal (X) de forma que cubre la totalidad del recorrido del puente móvil (3) . El diseño de las protecciones (6) se debe principalmente a las limitaciones de espacio que existe para su ubicación, los movimientos interpolados según los cinco ejes (X, Y, Z, A, B) y la separación de los cabezales (7) entre si durante el mecanizado, sin olvidar el imprescindible requisito de reducir el valor de la masa en movimiento.
De esta forma los desechos se agrupan en un área reducida y concreta del suelo de las instalaciones donde se localice la máquina fresadora objeto de la invención, en vez de que los desechos vayan a parar hacia cualquiera de los cuatro lados que tenga una máquina con la superficie de trabajo dispuesta horizontalmente . Igualmente se impide que los desechos queden distribuidos sobre la propia pieza (5) a mecanizar, afectando al acabado en la mecanización de dicha pieza. Por otra parte se protege al personal en las inmediaciones de la fresadora de peligrosas proyecciones de desechos como virutas.
La invención comprende, de forma preferente, un conjunto de protecciones fijas (6.1), una protección móvil (6.2), una protección abatible (6.3) y un conjunto de protecciones enrollables (6.4) . Durante el mecanizado de piezas (5) la protección móvil (6.2) y la protección abatible (6.3) contribuyen en la canalización de las virutas y demás desechos.
Preferentemente las protecciones fijas (6.1) comprenden un conjunto de chapas y corazas conformadas de aluminio, y la protección móvil (6.2) comprende un panel de material compuesto con un accionamiento mediante cilindros neumáticos para movimientos lineales. La protección abatible (6.3), en cambio, comprende un panel de aluminio y goma con un accionamiento mediante cilindros neumáticos para su movimiento de abatimiento. Las protecciones enrollables (6.4), por su parte, comprenden un conjunto de barredores de goma y un conjunto de enrolladores con caja y banda de acero inoxidable, además de un resorte sólo para su enrollamiento, puesto que se desenrolla por el desplazamiento de los cabezales (7) en el puente móvil (3) tapando el espacio que se crea.
La máquina fresadora de la invención comprende un sistema de engrase convencional adaptado al reducido espacio existente en la máquina fresadora por la compacidad con la que diversos estudios y análisis han permitido su diseño y construcción. Unos bloques de engrase en función del tiempo, de la cantidad y del número de puntos a engrasar, distribuidos, de un modo visible y accesible, a lo largo del puente, de forma que pueden lubricar todos los accionamientos relacionados con los movimientos en los cinco ejes (X, Y, Z, A y B) . En esta realización se ha seleccionado un piñón de fieltro (18), apreciable en la figura 4, como elemento comprendido para la aplicación de fluido de engrase, es decir, lubricante. Dicho piñón de fieltro (18), de forma preferente, contribuye en un desplazamiento más suave y uniforme según los cinco ejes (X, Y, Z, A, B) , a la vez que se cuida el estado de los principales elementos mecánicos que toman parte para realizar el desplazamiento de los diferentes elementos de la invención. Dichos accionamientos relacionados con los movimientos en los cinco ejes (X, Y, Z, A, B) son rotativos y no lineales, dado que los motores lineales no tienen la suficiente fuerza para proporcionar aceleraciones elevadas. Asimismo los motores lineales poseen problemas de implantación debido a que durante el movimiento de dichos accionamientos se genera mucho calor que es necesario refrigerar con un sistema de refrigeración adecuado, lo que incrementa el coste tanto de instalación como de mantenimiento. Por lo tanto el uso de accionamientos rotativos proporciona una reducción de espacio, una reducción de costes y un rendimiento óptimo para alcanzar las aceleraciones elevadas a las que va a estar sometida la máquina de la invención durante su funcionamiento.
Como una de las características más importante de la invención se tiene el desplazamiento según el eje horizontal (X) , es decir, el desplazamiento del puente móvil (3) por el bastidor (2) de forma que el tramo de mayor longitud que une las dos columnas (3.3) del puente móvil (3) de desplaza paralelamente a la superficie de traba o (2.1) . Para este desplazamiento la máquina fresadora objeto de la presente invención comprende unas guías lineales con recirculación de rodillos, por ser especialmente indicados para movimientos de grandes cargas y con requerimientos de alta precisión. Adicionalmente para dicho desplazamiento según el eje horizontal (X), comprende además unos patines (17) que se localizan en las columnas (3.3), pudiendo apreciar los de una de las columnas (3.3), en la figura 4, y unos raíles horizontales (16.1) que se localizan en el bastidor (2) junto a unas cremalleras horizontales (26.1), pudiendo apreciar el raíl horizontal (16.1) superior y la cremallera horizontal (26.1) superior en la figura 2.
Para este desplazamiento del puente móvil (3) por el bastidor (2) la presente invención además comprende cuatro cajas de avance (13.1) del eje horizontal (X) , comprendiendo cada una de estas primeras cajas un reductor de precisión. De esta forma se dispone de dos cajas de avance (13.1) del eje horizontal (X) en cada columna (3.3), tal y como se muestra en la figura 4. Cada una de las cajas de avance (13.1) del eje horizontal (X), es accionada por un servomotor rotativo que transmite un movimiento de giro a un eje de engrane (20) del eje horizontal (X) que ataca a las cremalleras horizontales (26.1) . La protección de esta cremallera horizontal (26.1) y de las anteriormente mencionadas guias lineales se realiza por medio de protecciones enrollables (6.4) . La máquina fresadora comprende al menos un sistema que permite controlar electrónicamente el giro de los servomotores rotativos de cada caja de avance (13.1) del eje horizontal (X) . Dicho sistema igualmente hace posible accionar y regular el sistema de engrase que mediante una motobomba envía el fluido de engrase, es decir, el lubricante, de forma cíclica y controlando la frecuencia y la cantidad de lubricante, al piñón de fieltro (18) que ataca a las cremalleras horizontales (26.1) que intervienen en el desplazamiento del puente móvil (3) por el bastidor (2) . El piñón de fieltro (18) está dispuesto, de forma preferente, entre los dos ejes de engrane (20) del eje horizontal (X) de cada columna (3.3) del puente móvil (3) que atacan a la comentada cremallera horizontal (26.1) . Igualmente se han incluido unos topes (2.3) en ambos extremos del recorrido, el cual asegura que el puente móvil (3) no se salga de su recorrido. Preferentemente, dichos topes (2.3) comprenden un medio de amortiguamiento, tal como un resorte, un material que absorba impactos o combinación de ambos.
Por otra parte se tiene el desplazamiento según el eje vertical (Y) , es decir, el desplazamiento de los porta- carros (9), preferentemente un porta-carro superior (9.1), un porta-carro central (9.2) y un porta-carro inferior (9.3), uno por cada cabezal (7), los cuales han sido analizados con la finalidad de aportar unas estructuras rígidas y ligeras al mismo tiempo. Tal y como se aprecia en la figura 5, para dicho desplazamiento la presente invención comprende dos cajas de avance (13.2) del eje vertical (Y), las cuales comprenden un reductor de precisión cada una. Un reductor de precisión está montado en el porta-carro superior (9.1) y otro en el porta-carro inferior (9.3), siendo cada uno de ellos accionado por un servomotor rotativo. Son los servomotores rotativos los que transmiten el movimiento de giro a dos ejes de engrane (21) del eje vertical (Y) que atacan a una cremallera vertical (26.2) colocada junto a un rail vertical (16.2) del tramo de mayor longitud del puente móvil (3), y más concretamente en una de las caras del elemento de refuerzo (3.2), tal y como se muestra en la figura 8.
Al igual que sucede con los servomotores rotativos de cada caja de avance (13.1) del eje horizontal (X), la máquina objeto de la invención permite controlar electrónicamente el giro de los servomotores rotativos de cada caja de avance (13.2) del eje vertical (Y), asi como accionar y regular el sistema de engrase que mediante la motobomba envía el lubricante al piñón de fieltro (18) que ataca a la cremallera vertical (26.2) que interviene en el desplazamiento de los porta-carros (9) por el puente móvil (3) . Esta mencionada cremallera vertical (26.2) y sus correspondientes guías se protegen, como en el caso de las que contribuyen en el desplazamiento del puente móvil (3) por el bastidor (2), mediante protecciones enrollables (6.4) , figura 4.
En los desplazamientos de los porta-carros (9) según el eje vertical (Y) , la máquina fresadora comprende un sistema de bloqueo y desbloqueo, es decir, un sistema de enclavamiento con dentado tipo HIRTH. Este sistema de bloqueo y desbloqueo comprende dos cilindros hidráulicos (12), véase la figura 5, para su accionamiento, uno en el porta-carro superior (9.1) y el otro en el porta-carro inferior (9.3) . Además el sistema de bloqueo y desbloqueo comprende un eje (11), figura 6, que une el porta-carro superior (9.1) con el porta-carro central (9.2) y otro eje (11) que une el porta-carro central (9.2) con el porta-carro inferior (9.3), de forma que los cilindros hidráulicos (12) impiden que el porta-carro superior (9.1) y el porta-carro inferior (9.3) se acerquen o se alejen en exceso del porta-carro central (9.2) siguiendo dichos ejes (11) .
Mediante dichos ejes (11) lo que se consigue es separar el carro superior (8.1) y el carro inferior (8.3) respecto del carro central (8.2), por lo tanto, se permite el desplazamiento de los carros entre si de forma independiente en la dirección del eje vertical (Y), llevando a cabo un mecanizado en panoplias. Es decir, mediante los cilindros hidráulicos (12) que comprende el mencionado sistema de bloqueo y desbloqueo, se realiza el desplazamiento y/o la fijación de la posición del porta-carro superior (9.1) e inferior (9.3) de forma que también se fija la posición de un carro superior (8.1) y un carro inferior (8.3) . Y a su vez, mediante los ejes de engrane (21) del eje vertical (Y) y la fijación de la posición de los porta-carro superior (9.1) e inferior (9.3), se realiza el desplazamiento de los tres carros (8.1, 8.2, 8.3) junto a la viga-columna (10) según el eje vertical (Y) .
La fijación de la posición del carro central (8.2) y el posterior desplazamiento de los carros superior (8.1) e inferior (8.3) respecto al carro central (8.2) se realiza antes de empezar a mecanizar, y cuando dichos carros (8.1, 8.2, 8.3) se encuentran en la posición prefijada para el mecanizado, se activa el sistema de enclavamiento para que los carros (8.1, 8.2, 8.3) no se separen entre si hasta finalizar el mecanizado.
Los tres porta-carros (9), figura 6, pueden disponer en su parte trasera, además de los ejes (11), unos patines, los cuales no han sido incluidos en las figuras, por medio de los cuales se contribuye al deslizamiento de los tres porta-carros (9) sobre el puente móvil (3) . Por la parte delantera en cambio, los tres porta-carros (9) disponen de unos ranurados de profundidad (22.2), a modo de guias, y unos patines (17), no mostrados en las figuras, requeridos para el desplazamiento de tres carros (8) en la dirección Z que se describirán a continuación.
Por otra parte se tiene el desplazamiento según el eje de profundidad (Z), es decir, el desplazamiento de los tres carros (8) de manera que se acercan o se alejan de la pieza (5) a mecanizar fijada a la mesa de vacio (2.2) .
Los tres carros (8), un carro superior (8.1), un carro central (8.2) y un carro inferior (8.3), se encuentran unidos por la viga-columna (10) . Los cabezales (7) de la máquina objeto de la invención están fijados a estos tres carros (8), y los tres carros (8) a su vez se encuentran sujetos a la viga-columna (10) . Dichos tres carros (8) igualmente se encuentran sujetos a los tres porta-carros (9), el carro superior (8.1) al porta-carro superior (9.1), el carro central (8.2) al porta-carro central (9.2), y el carro inferior (8.3) al porta-carro inferior (9.3) . Tal y como se muestra en la figura 6, el carro central (8.2) se encuentra fijado e inmovilizado respecto a la viga-columna (10) en las direcciones (Y) y (Z), mientras que el carro superior (8.1) y el carro inferior (8.3) están unidos a la viga-columna (10) por un ranurado vertical (22.1) paralelo a los anteriormente mencionados ejes (11) . En este ranurado se introduce un extremo de cada uno de los carros superior (8.1) e inferior (8.3), de forma que estos carros (8.1, 8.3) se pueden desplazar a lo largo de la viga-columna (10) para el desplazamiento según el eje vertical (Y) para llevar a cabo el mecanizado en panoplias, arrastrando a su vez sus correspondientes porta-carros superior (9.1) e inferior (9.3), además del desplazamiento según este eje vertical (Y) que realiza el conjunto formado por los cabezales (7), los tres carros (8), los tres porta- carros (9) y la viga-columna (10) .
Para el desplazamiento según el eje de profundidad (Z) los tres carros (8) comprenden unos railes de profundidad (16.3) coincidentes con los ranurados de profundidad
(22.2) , perpendiculares a los ejes (11), por la cara por la que se unen a los porta-carros (9) . De esta forma ninguno de los tres porta-carros (9) se desplaza según el eje de profundidad (Z) .
Para estos desplazamientos según el eje de profundidad (Z), la máquina fresadora objeto de la invención comprende un servomotor rotativo (13.3) del eje de profundidad (Z), el cual acciona un eje de accionamiento (27.1) que comprende una primera polea (25.1) . Los elementos para este desplazamiento además del servomotor rotativo (13.3) del eje de profundidad (Z) y de la primera polea (25.1), es una segunda polea (25.2) situada en un extremo de un husillo de avance (27.2), mostrados claramente en la figura 6, y una correa, como medio de transmisión mecánica, no mostrada en las figuras. Esta correa une ambas poleas (25.1, 25.2), de forma que el movimiento de giro proveniente del servomotor
(13.3) del eje de profundidad (Z) situada en la cara de la viga-columna (10) donde se sitúan los cabezales (7), se trasmita a la otra cara de la viga-columna (10) donde se encuentran los ejes (11) moviendo el husillo de accionamiento del eje de profundidad (Z) . El motivo principal de trasmitir este movimiento de giro de una cara de la viga-columna (10) a la otra es el reducir el volumen total de los elementos del puente móvil (3), agrupando todos los elementos posibles en la misma cara unos sobre otros. Se han realizado diversos análisis y ensayos para lograr un alto grado de compacidad de todos los elementos comprendidos por el puente móvil (3) no solo por reducir el espacio ocupado en planta, sino que también porque reduce los esfuerzos que sufre el puente móvil en su sujeción al bastidor (2) . El sistema de engrase de la máquina fresadora también proporciona fluido de engrase a los elementos de trasmisión mecánica para los desplazamientos según el eje de profundidad (Z) .
El primer eje de giro (A), apreciable en la figura 6, es el eje sobre el que gira cada uno de los tres cabezales (7) de forma independiente entre si, estando los puntos de pivotamiento y agarre dispuestos en los carros (8) . Para llevar a cabo estos giros la presente invención comprende una caja de avance (13.4) del primer eje de giro (A) por cada cabezal (7), comprendiendo cada una de estas cajas de avance (13.4) un reductor de precisión accionado por un servomotor rotativo que transmite un movimiento de giro controlado electrónicamente, a un piñón del primer eje de giro (A) no mostrado en las figuras, que ataca a una corona dentada (14.1) del primer eje de giro (A) .
Para los giros del cabezal (7) según el primer eje de giro (A) , el sistema de engrase proporciona las cantidades adecuadas de lubricante, con la frecuencia adecuada para que los elementos de trasmisión mecánica no sufran fricciones indeseadas, a la vez que se favorecen movimientos de giro suaves y uniformes.
El segundo eje de giro (B) , mostrado en la figura 7, es el eje según el cual gira un husillo de mecanizado (15) colocado en el interior de cada uno de los cabezales con movilidad independiente entre si. Dicho husillo de mecanizado (15), de forma preferente, es un electrohusillo de alta velocidad, es decir, que trabaja a aproximadamente 24.000 rpm. El hecho de que cada husillo de mecanizado (15) gire de forma independiente según el segundo eje de giro (B) aumenta la versatilidad de la máquina pudiendo mecanizar con un grado de libertad más.
En este caso la presente invención comprende una caja de avance (13.5) del segundo eje de giro (B) , por cada cabezal (7), comprendiendo cada una de éstas a su vez un reductor de precisión accionado por un servomotor rotativo. Tal y como sucede en las cajas de avance (13.4) del primer eje de giro (A), el reductor de precisión de cada caja de avance (13.5) del segundo eje de giro (B) trasmite un giro, en este caso, a un piñón (23) del segundo eje de giro (B) , figura 7, que engrana con una cremallera (14.2) del segundo eje de giro (B) dispuesta en el electrohusillo (15) de cada cabezal (7) . El control, de al menos estos desplazamientos, se realiza mediante un captador de impulso que comprende cada uno de los servomotores.
Una vez descrita la naturaleza de la invención se hace constar a los efectos oportunos, que el mismo no queda limitado a los detalles exactos de esta exposición, sino que por contrario, en él se introducirá las modificaciones que se consideran oportunas, siempre que no se alteran las características esenciales del mismo.

Claims

RE IVI DICACIONES
1.- Máquina fresadora que comprende:
un bastidor (2), el cual comprende una superficie de trabajo (2.1) dispuesta en un plano vertical, y un puente móvil (3) en forma de "C",
caracterizada por que además comprende:
al menos tres cabezales (7), comprendiendo cada uno de ellos un husillo de mecanizado (15), y
- cinco ejes (X, Y, Z, A, B) de movimiento de manera que :
• el puente móvil (3) se desplaza por el bastidor (2) según un eje horizontal (X),
• cada cabezal (7), de forma independiente, se desplaza en el puente móvil (3) según un eje vertical (Y) perpendicular al eje horizontal (X) ,
• cada cabezal (7) se desplaza en el puente móvil (3) para acercarse o alejarse de la superficie de trabajo (2.1) según un eje de profundidad (Z) perpendicular al eje horizontal (X) y al eje vertical (Y),
• cada cabezal (7), de forma independiente, realiza movimientos de giro según un primer eje de giro (A), y
• cada husillo de mecanizado (15), de forma independiente, realiza movimientos de giro según un segundo eje de giro (B) , tal que cada husillo de mecanizado (15) se desplaza de forma independiente según al menos tres (Y, A, B) de los cinco ejes (X, Y, Z, A, B) .
2.- Máquina fresadora, según la reivindicación 1 caracterizada por que cuatro ejes (X, Y, A, B) comprende cada uno al menos una caja de avance (13) .
3.- Máquina fresadora, según la reivindicación 2, caracterizada por que cada ca a de avance (13) comprende al menos un reductor de precisión.
4.- Máquina fresadora, según la reivindicación 3, caracterizada por que cada reductor de precisión comprende al menos un servomotor rotativo.
5. - Máquina fresadora, según la reivindicación 4, caracterizada por que el movimiento de giro que transmite cada servomotor rotativo es controlado electrónicamente.
6. - Máquina fresadora, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende:
al menos dos guias lineales con recirculación de rodillos ,
al menos un patín (17) en el puente móvil (3), al menos un raíl horizontal (16.1) en el bastidor (2),
al menos un eje de engrane (20) del eje horizontal (X) en el puente móvil (3), y
una cremallera horizontal (26.1) por cada eje de engrane (20) del eje horizontal (X),
tal que el puente móvil (3) se desplaza por el bastidor (2) según el eje horizontal (X) .
7. - Máquina fresadora, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende:
al menos un raíl vertical (16.2),
al menos dos ejes de engrane (21) del eje vertical (Y) ,
una cremallera vertical (26.2) por cada eje de engrane (21) del eje vertical (Y), y
un sistema de bloqueo y desbloqueo, el cual comprende :
o al menos dos cilindros hidráulicos (12), y o al menos dos ejes (11),
tal que cada cabezal (7) se desplaza en el puente móvil (3) según el eje vertical (Y) .
8.- Máquina fresadora, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende :
al menos un ranurado de profundidad (22.2) por cada cabezal ( 7 ) ,
- al menos un rail de profundidad (16.3) por cada cabezal ( 7 ) ,
un servomotor rotativo (13.3) del eje de profundidad Z,
una primera polea (25.1),
- un eje de accionamiento (27.1),
una segunda polea (25.2),
un husillo de avance (27.2), y
un medio de transmisión mecánica,
tal que cada cabezal (7) se desplaza en el puente móvil (3) según el eje de profundidad (Z) .
9.- Máquina fresadora, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende :
al menos un piñón del primer eje de giro (A) por cada cabezal (7), y
una corona dentada (14.1) por cada cabezal (7), tal que cada cabezal (7) gira de forma independiente según el primer eje de giro (A) .
10.- Máquina fresadora, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende :
al menos un piñón (23) del segundo eje de giro (B) por cada husillo de mecanizado (15), y
- una cremallera (14.2) del segundo eje de giro (B) , tal que cada husillo de mecanizado (15) gira de forma independiente según el segundo eje de giro (B) .
11. - Máquina fresadora, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende un piñón de fieltro (18) como elemento aplicador de lubricante.
12. - Máquina fresadora, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende unas protecciones (6) seleccionadas entre protecciones fijas (6.1), protecciones móviles (6.2), protecciones abatibles (6.3), protecciones enrollables (6.4) y combinación de las anteriores.
13. - Máquina fresadora, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que al menos una de las protecciones (6) seleccionada entre fijas (6.1), móviles (6.2), abatibles (6.3), enrollables (6.4) y combinación de las anteriores sirve de canalización vertical de desechos del proceso de mecanizado.
14.- Máquina fresadora, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende una célula de manipulación (4) desplazable en tres direcciones perpendiculares entre si.
15.- Máquina fresadora, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende al menos una mesa de vacio (2.2) dispuesta paralelamente sobre la superficie de trabajo (2.1) para la sujeción por depresión de las piezas (5) a mecanizar.
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