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˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

k 2 151 780 kN´umero de solicitud: 009701007 kInt. Cl. : G05B 19/401

11 N´ umero de publicaci´on: 21

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˜ ESPANA

B23Q 17/22

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SOLICITUD DE PATENTE

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71 Solicitante/s: DANOBAT, S. COOP.

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72 Inventor/es: Arriola Arrizabalaga, C´ esar

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74 Agente: No consta

22 Fecha de presentaci´ on: 09.05.1997

43 Fecha de publicaci´ on de la solicitud: 01.01.2001

43 Fecha de publicaci´ on del folleto de la solicitud:

01.01.2001

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Arriaga Kalea, 21 20870 Elgoibar, Guip´ uzcoa, ES

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k kResumen:

54 T´ıtulo: Dispositivo para la medici´ on de la posici´ on de la pieza en un torno.

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Dispositivo para la medici´ on de la posici´on de la pieza en un torno. El dispositivo (1) de medida incorporado en el lado opuesto al plato (13) de la pieza (3) a mecanizar, utiliza un aparato (4,5) fotoel´ectrico de medida de longitudes cuya escala (4) es soportada por un miembro (6,9) m´ovil que incluye un eje ( 6) empujador de la pieza (3), a su vez impulsado por una ca˜ na (10’) de pist´on (10). El eje (6) empujador de la pieza (3) con su cabeza (11) palpadora hace un contacto de presi´on controlada sobre el extremo (3a) de la pieza, y la se˜nal emitida por la cabeza lectora (5) del aparato es representativa de la posici´on (2) de referencia de la pieza, y es transmitida al controlador (7) del torno para determinar el posicionamiento de la torreta portaherramientas (8) para el inicio del mecanizado.

Venta de fasc´ ıculos: Oficina Espa˜ nola de Patentes y Marcas. C/Panam´ a, 1 – 28036 Madrid

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DESCRIPCION Dispositivo para la medici´on de la posici´ on de la pieza en un torno. Sector de la t´ ecnica La presente invenci´on se relaciona con un dispositivo de medida lineal utilizando medios o´ptoelectr´onicos, instalado en una m´ aquina herramienta para medir la posici´ on inicial de la pieza a mecanizar, como referencia para el posicionamiento de la torreta portaherramientas. Estado anterior de la t´ ecnica En los tornos para el mecanizado en serie de piezas cil´ındricas, por ejemplo, a´rbol de levas para el autom´ ovil, la pieza se sujeta en el plato del torno por un extremo, y se mecaniza en uno o varios puntos a lo largo de su eje, tomando como referencia de la posici´ on de los puntos de mecanizado el extremo libre de la pieza. Las piezas cargadas sucesivamente no quedan dentro del plato en la misma posici´on lineal respecto de la herramienta de mecanizado, y a´ un cuando el plato tuviera un tope interior para la colocaci´ on de la pieza, tampoco tienen todas igual longitud. Es necesario por tanto determinar para cada pieza la posici´on real del extremo libre de la pieza, como referencia para el control del desplazamiento de la torreta portaherramientas durante el mecanizado. Un dispositivo conocido para la medici´on de la posici´on de referencia, mostrado en los dibujos, utiliza un palpador flexible incorporado en la torreta portaherramientas, midiendo al contacto con el extremo libre de la pieza, su posici´on de referencia. El palpador debido a su flexibilidad, produce diferencias en la medida dependiendo de la velocidad de desplazamiento de la torreta al hacer el contacto con la pieza. Tambi´en est´a incorporado a la torreta portaherramientas, para empujar la pieza hasta su colocaci´on final dentro del plato, un empujador separado del palpador. La torreta debe efectuar sucesivos giros y traslaciones para hacer actuar primero el empujador, despu´es el palpados y finalmente la herramienta seleccionada, y debe retirarse de la pieza en direcci´on transversal antes de cada giro, empleando para ello un tiempo adicional de m´ aquina y de cargador. La colocaci´on definitiva de la pieza puede realizarse con el cargador autom´atico de las piezas, prescindiendo as´ı de la actuaci´on de la torreta para empujar la pieza, pero esta soluci´ on complica y encarece el cargador, que adem´ as necesitar´ıa mayor espacio libre sobre el torno para acceder hasta el plato con la pieza. GB-2168271 describe un m´etodo para determinar la posici´ on de la pieza a mecanizar en una m´aquina provista de NC, mediante un dispositivo de medida o´ptico asociado al contrapunto, que suministra una se˜ nal a la unidad de control de la posici´on real del contrapunto, estando el dispositivo de medida instalado en la regi´ on de la pieza a mecanizar. La pieza no est´a colocada en un plato fijo del torno sino sobre una mesa desplazable, siendo por tanto la medici´on efectuada, relativa a la mesa. El contrapunto empuja con fuerza la pieza y puede deformar las piezas d´ebiles. Exposici´ on de la invenci´ on El objeto de la invenci´on es un dispositivo pa2

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ra la medici´on de una posici´ on de referencia de la pieza a mecanizar en un torno o en una rectificadora, e incorporado en la propia m´ aquina, seg´ un est´a definida en la reivindicaci´ on 1. Una realizaci´on del dispositivo para la medici´on de la posici´ on de la pieza conforme a la invenci´on se construye con una regla o´ptica soportada por un miembro deslizable independiente de la torreta portaherramientas, y est´ a incorporado al torno en el lado opuesto al plato de sujeci´on de la pieza. Consigue ahorrar el tiempo empleado por el torno en la colocaci´ on de la pieza a mecanizar, a la vez que se obtiene una medida de precisi´ on regular, puesto que en el resultado de la medici´on no influyen las irregularidades de longitud de pieza, ni el efecto de retracci´ on de la pieza al apretar las mordazas del plato. Los a´rboles de levas para el autom´ ovil, por ejemplo, son cargados autom´ aticamente en el torno mediante un cargador tipo p´ ortico y sujetados por un s´ olo extremo en el plato rotatorio del torno, y a continuaci´ on los mecanizados tienen lugar en uno o varios puntos a lo largo de su eje a partir de su extremo libre. El dispositivo de medida conforme a la invenci´on evita que la torreta tenga que efectuar operaciones iniciales de colocaci´on y medida de la posici´ on con cada una de las piezas cargadas, que suponen entre un 10 % y un 20 % del tiempo total de torno por pieza, a la vez que el cargador autom´ atico es simplificado y el espacio que ocupa es menor. Los ´arboles de levas son piezas d´ebiles que no permiten un choque fuerte del empujador sobre el extremo de la pieza. El dispositivo de medici´on conforme a la invenci´on, est´ a construido con un eje empujador provisto de una cabeza palpadora y tiene incorporado un resorte de compensaci´ on del recorrido, que amortigua el impacto sobre la pieza, para no deformarla, consiguiendo que la presi´on de contacto para la medici´ on sea siempre igual. El mismo efecto de amortiguaci´ on protectora sobre el aparato de medida es conseguido acoplando la placa soporte del aparato de medida al eje empujador. Para lograr los efectos ventajosos mencionados, el eje empujador est´a acoplado a una ca˜ na impulsada por un pist´ on, y la ca˜ na efect´ ua siempre un mismo recorrido total y a la m´axima velocidad. Descripci´ on de los dibujos La Fig. 1 es una vista en alzado del dispositivo de medida conforme a la invenci´on, instalado en un torno. La Fig. 2 es una vista en planta del dispositivo de la figura 1. La Fig. 3 representa el estado anterior de la t´ecnica, mostrando un dispositivo de medida conocido y un empujador de la pieza ambos instalados en la torreta de un torno. Realizaci´ on preferente de la invenci´ on Con referencia a las figuras 1 y 2, la realizaci´on preferente conforme a la invenci´on, del dispositivo 1 para la medici´ on en la direcci´on axial “Z” de la posici´on 2 del extremo de la pieza 3 a mecanizar, comprende el aparato fotoel´ectrico para la medida de longitudes provisto del cuerpo de la

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escala 4 y de la cabeza lectora 5, la placa soporte 9 del cuerpo de la escala 4 que es m´ovil en la direcci´on “Z”, el pist´ on hidr´ aulico 10 coaxial con la pieza 3 a mecanizar que impulsa la ca˜ na 10’, el eje 6 empujador acoplado a la ca˜ na 10’ y provisto de una cabeza 11 palpadura, y el miembro 12 de uni´ on transversal de la placa soporte 9 del cuerpo de la escala 4 al eje 6. El cuerpo de la escala 4 es desplazado en la direcci´on “Z” por su placa soporte 9 y la cabeza lectora 5 est´a fijada a la base 20 del dispositivo 1 para la medici´on, la base 20 a su vez fijada a la bancada del torno. La cabeza lectora 5 transmite una se˜ nal representativa de la medida de la posici´on 2 a la unidad electr´ onica 7 de control de la torreta portaherramienta 8. Un ejemplo del aparato de medida 4,5 utilizado es el modelo comercial Heidenhain LS106 de 140 mm de longitud de escala nominal. La pieza 2 a mecanizar siendo como ejemplo un a´rbol de levas para el autom´ ovil, est´a colocada en el plato 13 portapiezas del torno, sin apretar las mordazas. El eje 6 empujador alcanza en su desplazamiento 14 el extremo 3a del a´rbol 2 y lo empuja dentro del plato o hasta un tope interior del plato, y a continuaci´ on cierran las mordazas. Al contacto de la cabeza palpadura 11 del eje 6 nal transmitida finalmente con el extremo 3a, la se˜ por la cabeza lectora 5 es representativa de la posici´on 2 de referencia “cero” seg´ un “Z” del desplazamiento del portaherramientas 8. As´ı, la cota para el desplazamiento “z” del portaherramientas para mecanizar en el punto 3b del a´rbol de levas, no depende de la colocaci´on y sujeci´ on de la pieza a mecanizar, y el portaherramientas 8 no debe efectuar m´ as giro que el de posicionamiento de la herramienta 8’ seleccionada. El soporte 9 del aparato de medida se desliza

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mediante un par de patines 16 alineados fijados a la carcasa 17 de la ca˜ na 10’. El eje 6 empujador es acoplado a la ca˜ na 10’a trav´es de una envoltura 18 que incluye dos casquillos gu´ıa del desplazamiento axial de la cabeza palpadora 11. La ca˜ na 10’ efect´ ua cada vez su recorrido total, impulsada por el pist´ on a presi´ on alta, por ejemplo de 40 bar, para conseguir la velocidad m´ axima de desplazamiento, pero el eje 6 es frenado justamente al hacer contacto con la pieza 3, con la cooperaci´on del resorte 19 de compensaci´ on del exceso de recorrido. La cabeza 11 palpadora tiene diferentes configuraciones en su superficie exterior, y es desmontable para su intercambio, dependiendo de la configuraci´ on de la pieza 3 a mecanizar, para lo cual est´a sujeta al eje 6 mediante tornillos 21. Dos microrruptores 22 superpuestos (fig 2), son instalados en colaboraci´on con el dispositivo 1 de medici´on de la posici´ on de referencia, para indicar al control del cargador tipo p´ ortico de las piezas en el plato 13, cu´ al es la condici´on del dispositivo 1 de medici´on, si est´ a accionado el pist´ on 10 o el eje 6 est´a retra´ıdo a su posici´on de reposo, para efectuar la carga del siguiente ´arbol 3 de levas a mecanizar. El dispositivo 1 para la medici´on tiene tambi´en una cubierta en forma de caja para cubrir la cabeza 5 lectora y la escala 4 del aparato de medida. En la figura 3 se ha mostrado el dispositivo 1’ perteneciente al estado anterior de la t´ecnica, que tiene un empujador 11’ fijado al portaherramientas 8 para empujar la pieza 3 hasta su posici´ on estable. A continuaci´on el portaherramientas gira para colocar el palpados 24 flexible en contacto con el extremo 3´a para medir la posici´ on 2 de referencia, y una vez m´ as gira el portaherramientas 8 para posicionar la herramienta 8’ seleccionada.

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REIVINDICACIONES 1. Dispositivo para la medici´ on de la posici´ on (2) de la pieza (3) a mecanizar en un torno o rectificadora, comprendiendo un aparato de medida (4,5) de longitudes con una escala (4) m´ ovil y una cabeza lectora (5) transmitiendo una se˜ nal de posici´on lineal a la unidad de control (7) del torno, un miembro m´ ovil (6,9) arrastrando la escala (4) que se desplaza en la direcci´on (Z) del eje de la pieza (3), y una base (20) en la bancada de la m´ aquina para la incorporaci´ on del dispositivo (1) para la medici´ on, caracterizado porque el miembro m´ovil (6,9) arrastrando la escala (4) se desplaza empujando la pieza (3) a mecanizar y palpando su extremo (3a) libre, y la se˜ nal que

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la unidad de control (7) recibe de la cabeza lectora (5) es representativa de la posici´ on (2) final del extremo (3a) libre de la pieza, para determinar el subsiguiente posicionamiento de la torreta portaherramientas (8) de la m´ aquina. 2. El dispositivo para la medici´ on de la reivindicaci´on 1, en donde el miembro m´ ovil (6,9) para la palpaci´ on de la pieza (3) a mecanizar comprende una placa soporte (9) del cuerpo de la escala (4) deslizable, un eje (6) empujador de la pieza (3) a mecanizar arrastrando dicha placa soporte (9), una ca˜ na (10’) de pist´ on impulsora del eje (6) empujador a trav´es de un resorte (19) de compensaci´on del recorrido, y medios (18) de gu´ıa del eje (6) en su desplazamiento relativo a la ca˜ na (10’) impulsora.

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kES 2 151 780 kN. solicitud: 009701007 kFecha de presentaci´on de la solicitud: 09.05.1997 kFecha de prioridad:

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˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

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INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

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51 Int. Cl.7 :

G05B 19/401, B23Q 17/22

DOCUMENTOS RELEVANTES Categor´ıa

Documentos citados

Reivindicaciones afectadas

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US 4766700 A (KRAMBERG et al.) 30.08.1988, resumen; figuras.

1

A

US 5313694 A (YONEMOTO et al.) 24.05.1994, resumen; figuras.

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A

US 5114126 A (YASUE) 19.05.1992

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 29.09.2000

para las reivindicaciones n◦ : Examinador A. G´ omez S´anchez

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