k

˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

19

k 2 068 143 kN´umero de solicitud: 9301074 kInt. Cl. : B23Q 3/157

11 N´ umero de publicaci´on: 21

6

51

˜ ESPANA

B23B 47/00

k

PATENTE DE INVENCION

12

k kPrioridad: 20.05.92 IT MI92001216 kFecha de publicaci´on de la solicitud: 01.04.95

22 Fecha de presentaci´ on: 19.03.93

B1

k

73 Titular/es: Busellato, S.p.A.

Via Thiene, 118 36013 Piovene Rochette, IT

30 43

Fecha de concesi´ on: 02.02.98

k kFecha de publicaci´on del folleto de patente:

k

72 Inventor/es: Sartore, Edoardo

45 Fecha de anuncio de la concesi´ on: 16.03.98 45

16.03.98

k

k

74 Agente: Polo Flores, Carlos

54 T´ıtulo: Dispositivo para el cambio autom´ atico de los ´ utiles en el cabezal portabrocas de una tala-

dradora de placas.

ES 2 068 143 B1

k

57 Resumen: Dispositivo para el cambio autom´atico de los ´utiles en el cabezal portabrocas de una taladradora de placas. Dispositivo para el cambio autom´atico de los ´utiles en el cabezal portabrocas de una taladradora de placas, en el que el cabezal portabrocas est´a equipado con como m´ınimo dos unidades de mecanizado que pueden equiparse con ´utiles intercambiables, y en el que el cabezal portabrocas tiene unidos cargadores de alojamiento de u ´tiles que pueden moverse paralelamente (eje X), con movimiento ascendente y descendente (eje Z), y perpendicularmente (eje Y) de forma controlada con respecto a las unidades taladradoras.

Aviso:

Se puede realizar consulta prevista por el art◦ 37.3.8 LP. Venta de fasc´ ıculos: Oficina Espa˜ nola de Patentes y Marcas. C/Panam´ a, 1 – 28036 Madrid

1

ES 2 068 143 B1

DESCRIPCION Objeto de la invenci´ on La presente invenci´on se refiere a un dispositivo para el cambio autom´ atico de los u ´ tiles en un cabezal portabrocas para el mecanizado de placas. Por el estado actual de la t´ecnica se han dado a conocer taladradoras que recogen una placa a mecanizar en posici´on horizontal. Las taladradoras conocidas de este tipo presentan habitualmente un armaz´ on de m´ aquina provisto de un travesa˜ no superior, que soporta el cabezal portabrocas desplazable que puede controlarse mediante una instalaci´ on NC. De esta forma se crea la posibilidad de practicar taladros en cualquier posici´on en la placa dispuesta horizontalmente. El cabezal portabrocas de la taladradora controlada num´ericamente presenta habitualmente una cantidad de husillos equipados con u ´tiles montados de forma fija. Adem´ as est´an previstas unidades taladradoras y fresadoras adicionales que pueden equiparse con u ´tiles intercambiables. Una posibilidad de intercambiar los u ´tiles de las unidades taladradoras y fresadoras consiste en realizar a mano el proceso de cambio de u ´til. Pero esta actividad requiere una interrupci´ on del proceso de mecanizado y, en consecuencia, una reducci´ on del rendimiento de la m´ aquina. Otro procedimiento conocido consiste en prever cerca del armaz´on de m´ aquina de la taladradora de placas un cargador equipado con diferentes u ´tiles. Los u ´ tiles pueden sacarse del cargador para colocarlos en el husillo de la unidad taladradora asignada. Esta forma de realizaci´ on conocida tiene la desventaja de que el cabezal portabrocas ha de ser llevado en cada cambio de u ´til hasta el cargador de u ´tiles, dado que ´este est´a dispuesto a distancia del armaz´ on de m´ aquina. A continuaci´on ha de llevarse el cabezal portabrocas de vuelta a la parte de la m´aquina en la que ha de realizarse el nuevo proceso de taladrado. Este modo de procedimiento tambi´en representa una considerable p´erdida de tiempo, originada por las carreras en vac´ıo del cabezal portabrocas durante el proceso de cambio de u ´til. El objetivo de la presente invenci´ on consiste en evitar las desventajas del estado actual de la t´ecnica y en proponer un dispositivo de cambio de u ´ tiles para una taladradora del tipo mencionado, en el que el proceso de cambio de u ´ til pueda realizarse sin p´erdidas de tiempo dignas de menci´ on. Seg´ un la invenci´ on, este objetivo se resuelve en la medida en que el cabezal portabrocas est´a equipado con como m´ınimo dos unidades de mecanizado utilizables alternativamente, cuyos u ´ tiles son intercambiables, y en la medida en que el cabezal portabrocas tiene unidos dispositivos de cambio de u ´tiles que pueden moverse paralelamente (eje X), con movimiento ascendente y descendente (eje Z), y con movimiento perpendicular (eje Y) de forma controlada con respecto a las unidades taladradoras. Mediante la previsi´ on en el cabezal portabrocas de varias unidades de mecanizado que pueden equiparse con u ´ tiles intercambiables, junto con cargadores de u ´tiles que act´ uan conjuntamente con el cuerpo del cabezal portabrocas y est´an dis2

5

10

15

20

25

puestos de forma desplazable a lo largo de varios ejes (X, Y, Z) con respecto al cuerpo del cabezal portabrocas, se crea la posibilidad de realizar el proceso de cambio de u ´til directamente en el cabezal portabrocas, para cambiar el u ´til de una unidad de mecanizado mientras que la otra unidad de mecanizado est´a todav´ıa llevando a cabo en ese momento los procesos de taladrado o fresado deseados, teniendo despu´es disponible una unidad de mecanizado ya equipada para el siguiente proceso de mecanizado. Mientras que la unidad de mecanizado preparada realiza posteriormente procesos de mecanizado con un nuevo u ´ til, puede cambiarse el u ´ til de la unidad de mecanizado que ha llevado a cabo un proceso de mecanizado. En otras palabras, con un cargador dispuesto directamente en el cuerpo del cabezal portabrocas, es posible llevar a cabo el cambio de u ´ til en una unidad taladradora y fresadora en el momento en que la segunda unidad taladradora realiza un proceso de mecanizado y viceversa. Descripci´ on de los dibujos A continuaci´ on el objeto de la invenci´ on se describe m´as detalladamente a base de un ejemplo de realizaci´on representado en los dibujos. Los dibujos muestran: Fig.

30

2

1 Una planta esquem´ atica de una taladradora cuyo cabezal portabrocas est´ a equipado con el cargador de u ´tiles seg´ un el invento.

Fig. 2 Una vista lateral esquem´atica en la direcci´on de la flecha II de la fig. 1. 35

Fig. 3 Una representaci´on esquem´atica del cabezal portabrocas desplazable equipado con el cargador de cambio de u ´ tiles seg´ un la invenci´on.

40

45

50

55

60

65

Realizaci´ on preferente de la invenci´ on Tal como puede observarse en la fig. 1, la taladradora se˜ nalada con 1 presenta montantes 2, 3, 4 y 5 que soportan un travesa˜ no 6, que puede desplazarse en direcci´on transversal sobre gu´ıas 7 y 8. En el lado inferior del travesa˜ no 6 est´a configurado un plano de apoyo horizontal con ayuda de traviesas 9, que recibe una placa 10 a taladrar. Para la realizaci´ on de proceso de taladrado est´ a previsto un cabezal portabrocas que est´a se˜ nalado en conjunto con 11. El cabezal portabrocas puede desplazarse a lo largo de los ejes X, Y y Z (eje orientado perpendicularmente con respecto al plano del dibujo). Los movimientos a lo largo de los ejes X, Y y Z se controlan con ayuda de dispositivos conocidos mediante una unidad de control NC conocida. El cabezal portabrocas 11 presenta una unidad de mecanizado 12 que aloja una cantidad de u ´ tiles 13 montados de forma fija, por ejemplo una cantidad de brocas espirales. La unidad 12 est´ a adem´as equipada con una unidad fresadora 14 que, por ejemplo, est´ a equipada con varias hojas de sierra 15 cuya posici´on de trabajo es orientable. El cabezal portabrocas 11 presenta adem´ as dos accionamientos el´ectricos 16 y 17 que accionan en cada caso un husillo 18 con un n´ umero de

3

ES 2 068 143 B1

revoluciones muy elevado. Delante de los accionamientos el´ectricos 16 y 17 est´an dispuestos cargadores de u ´ tiles 19 y 20, que alojan un n´ umero de u ´ tiles 21 ´o 22 que pueden colocarse en los husillos 18 de los accionamientos el´ectricos 16, 17. Los dispositivos descritos hasta el momento est´an de nuevo representados esquem´ aticamente en la fig. 2, en la que tambi´en est´a representada esquem´aticamente la posici´on del dep´ osito de alojamiento para la disposici´on de los cargadores de u ´ tiles 19 y 20. El objeto de la invenci´on se aclara en la fig. 3, en la que u ´nicamente se han representado los dispositivos m´as importantes. Para ofrecer una mayor claridad se ha prescindido de la representaci´ on de los medios de accionamiento de la unidad de ´embolo-cilindro del husillo de bolas circulantes y del carro de traslado, dado que estas piezas constructivas son conocidas por el estado actual de la t´ecnica. En la fig. 3 puede observarse la disposici´on de la unidad de mecanizado 12 en el interior del cabezal portabrocas. La unidad de mecanizado 12 est´ a equipada con un n´ umero de u ´ tiles 13, por ejemplo con brocas espirales, que pueden accionarse a elecci´on y que se requieren para la realizaci´ on de taladros en la placa. En los taladros se colocan posteriormente tacos de uni´ on o dispositivos similares. En la fig. 3 tambi´en puede observarse la posici´on del dispositivo de penetraci´ on 14 con las hojas de sierra 15 o fresas. En la parte delantera y en el interior del cabezal de mecanizado 11 est´an previstos dos accionamientos el´ectricos 16 y 17, cada uno de los cuales est´a equipado con un husillo 18 que puede accionarse con un n´ umero de revoluciones elevado. Los husillos 18 est´ an configurados de tal forma que pueden alojar u ´ tiles intercambiables. Delante de los accionamientos el´ectricos 16 y 17 est´an dispuestos cargadores de alojamiento de u ´ tiles 19 y 20, que alojan u ´tiles intercambiables 21 y 22. Con ayuda de medios de accionamiento conocidos, cada accionamiento el´ectrico 16, 17 puede desplazarse a lo largo del eje Z con un movimiento ascendente y descendente. El eje Z est´a dispuesto perpendicularmente con respecto al plano del dibujo (fig. 3). Los cargadores 19 y 20, que alojan los u ´ tiles 21 y 22, tambi´en pueden desplazarse de forma controlada con un movimiento ascendente y descendente a lo largo del eje Z. Adem´as, los cargadores de u ´ tiles 19 y 20 pueden desplazarse conjuntamente a lo largo del eje X en ambos sentidos del mismo. Los cargadores 19 y 20, que alojan los u ´tiles 21 y 22, tambi´en pueden desplazarse de forma controlada en ambos sentidos del eje Y. El desplazamiento de los cargadores de u ´ tiles 19 y 20 a lo largo de los ejes Z, X e Y puede tener lugar con ayuda de unidades neum´ aticas de ´embolocilindro, o tambi´en con ayuda de peque˜ nos motores controlables, por ejemplo motores el´ectricos de corriente continua, que determinan la posici´ on exacta de los cargadores 19, 20 por ejemplo mediante un codificador, un transductor u otro medio de registro, para con ello garantizar que los ejes de los u ´ tiles 21, 22 coinciden con los husillos 18 de los accionamientos el´ectricos 16, 17, y se encuentran debajo de los mismos.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

El dispositivo seg´ un el invento funciona de la siguiente manera: Mediante la previsi´ on de los cargadores 19, 20 para el alojamiento de u ´ tiles intercambiables 21, 22 directamente en el cabezal portabrocas 11, se evita que ´este tenga que realizar carreras de trabajo para desplazarse de una posici´ on de mecanizado a un cargador de alojamiento de u ´ tiles alejado o viceversa. De este modo se evitan tiempos muertos durante el cambio de u ´tiles, lo que conduce a un aumento del rendimiento de la m´aquina. Adem´as, para aumentar a´ un m´ as la productividad del cabezal portabrocas 11, es ventajoso prever como m´ınimo dos accionamientos el´ectricos 16, 17, aun cuando para la taladradora del tipo representado fuera suficiente un u ´nico accionamiento el´ectrico con un u ´ nico husillo 18 para la realizaci´ on de los trabajos de taladrado y fresado necesarios. La previsi´on de dos accionamientos el´ectricos 16, 17 posibilita llevar a cabo el cambio de u ´ til en un primer accionamiento el´ectrico 16 mientras que el segundo accionamiento el´ectrico 17 todav´ıa est´a realizando determinados trabajos de taladrado o fresado, o viceversa. Si, por ejemplo, mediante el accionamiento el´ectrico 16 con el u ´ til 21, que est´a montado en el husillo 18, se realiza un determinado mecanizado en la placa, por ejemplo un proceso de fresado para la creaci´ on de una escotadura, el accionamiento el´ectrico 17 con el husillo 18 se encuentra ya sin u ´ til en la posici´ on de espera y est´ a preparado para recoger un u ´til necesario para un proceso de trabajo posterior. El u ´til necesario 22 es preparado mediante un movimiento del cargador de u ´ tiles 20 a lo largo del eje X, de tal modo que el eje del u ´ til seleccionado coincide con el eje del husillo 18. A continuaci´ on se desplaza el cargador de u ´ tiles 20 a lo largo del eje Y, hasta que el eje del u ´til seleccionado 22 coincide con el segundo eje del husillo 18. Despu´es se eleva el cargador de u ´tiles 20 a lo largo del eje Z, para introducir el u ´ til seleccionado 22 en la escotadura del husillo 18, y bloquear el u ´ til. Al final de los procesos descritos, ´estos se repiten en sentido inverso: el cargador de u ´tiles 20 se desplaza a una posici´ on de espera, tal como est´ a representado en la fig. 3. Una vez finalizado el cambio de u ´ til en relaci´ on con el u ´ til 22 y el cargador 20, tambi´en habr´ a finalizado el proceso de mecanizado realizado con el accionamiento el´ectrico 16, tras lo que se continua inmediatamente con el mecanizado de la pieza de trabajo con el u ´til 22, que ya est´ a dispuesto en el husillo 18 del accionamiento el´ectrico 17. De esta forma no se originan tiempos muertos para el cambio de u ´ til. De forma correspondiente a la anterior descripci´on, el cargador de cambio de u ´tiles 19 que se desplaz´o por debajo del accionamiento el´ectrico 16 recoge el u ´ til que ya no es necesario para el proceso de mecanizado; al mismo tiempo se coloca un nuevo u ´til 21 en el husillo del accionamiento el´ectrico 16 en la medida en que se llevan a cabo los movimientos de desplazamiento necesarios a lo largo de los ejes X, Y y Z. La forma, dimensiones y materiales podr´an ser 3

5

ES 2 068 143 B1

moria son ciertos y fiel reflejo del objeto descrito, debi´endose tomar con car´acter amplio y nunca en forma limitativa.

variables y en general cuanto sea accesorio o secundario, siempre que no altere, cambie o modifique la esencialidad del objeto que se describe. Los t´erminos en que queda redactada esta me5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

6

7

ES 2 068 143 B1

REIVINDICACIONES 1. Dispositivo para el cambio autom´ atico de los u ´ tiles en el cabezal portabrocas (11) de una taladradora de placas (1), caracterizado porque el cabezal portabrocas (11) est´ a equipado con como m´ınimo dos unidades de mecanizado (16, 17) que pueden equiparse con u ´ tiles intercambiables (21,

5

8

22), y porque el cabezal portabrocas (1) act´ ua conjuntamente con cargadores de alojamiento de u ´ tiles (19, 20) que pueden moverse paralelamente (eje X), con movimiento ascendente y descendente (eje Z), y en un plano perpendicular (eje Y) de forma controlada con respecto a las unidades taladradoras (16, 17).

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

ES 2 068 143 B1

6

ES 2 068 143 B1

7

ES 2 068 143 B1

8

kES 2 068 143 kN. solicitud: 9301074 kFecha de presentaci´on de la solicitud: 19.03.93 kFecha de prioridad: 20.05.92

11

˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

21

˜ ESPANA

◦

22 32

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

k

51 Int. Cl.6 :

B23Q 3/157, B23B 47/00

DOCUMENTOS RELEVANTES Categor´ıa

Documentos citados

Reivindicaciones afectadas

Y

US-3858286-A (NOHEJL) 07.01.75 * Resumen; figura 1 *

1

Y

US-4860429-A (VON HAAS) 29.08.89 * Resumen, l´ıneas 4-7; columna 2, l´ıneas 5-16; reivindicaci´on 3 *

1

A

US-3797363-A (NOHEJL) 19.03.74 * Resumen; columna 1, l´ıneas 18-29 *

1

A

ES-462237-A (LEGUY et al.) 03.09.76 * Reivindicaci´on 1 *

1

A

ES-413245-A (FRIEDRICH DECKEL) 01.01.76 * P´agina 1, l´ıneas 1-4 *

1

Categor´ıa de los documentos citados X: de particular relevancia

on no escrita O: referido a divulgaci´

Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la

on P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentaci´

misma categor´ıa A: refleja el estado de la t´ecnica

de la solicitud es de la fecha E: documento anterior, pero publicado despu´ de presentaci´ on de la solicitud

El presente informe ha sido realizado × para todas las reivindicaciones Fecha de realizaci´ on del informe 06.06.97

para las reivindicaciones n◦ : Examinador F. Monge Zamorano

P´ agina

1/1